Électrolyse et dépôt de cuivre

Exercice de TD · niveau 2 · physique-chimie (terminale), chapitre 5 — Évolution spontanée, piles et électrolyse

Énoncé

Électrolyse et dépôt de cuivre.

On électrolyse une solution de sulfate de cuivre. À la cathode : $Cu X^{2 +} + 2 e X^{-} Cu$ . On souhaite déposer $m = 2, 0 g$ de cuivre avec $I = 1, 5 A$ . Données : $M (Cu) = 63, 5 g \cdot mo l^{- 1}$ , $F = 96500 C \cdot mo l^{- 1}$ . Calculer la durée nécessaire.

Corrigé

Quantité de cuivre à déposer :

$n (Cu) = \frac{m}{M} = \frac{2 , 0}{63 , 5} = 3, 15 \times 1 0^{- 2} mol .$

La demi-équation montre que $n (e X^{-}) = 2 n (Cu) = 6, 3 \times 1 0^{- 2} mol$ . Charge nécessaire :

$Q = n (e X^{-}) \cdot F = 6, 3 \times 1 0^{- 2} \times 96500 = 6, 1 \times 1 0^{3} C .$

Durée :

$Δ t = \frac{Q}{I} = \frac{6 , 1 \times 1 0 ^{3}}{1 , 5} \approx 4, 0 \times 1 0^{3} s \approx 68 min .$

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