Électrolyse de l'eau avec des acides
Électrolyse de l'eau en milieu acide : un courant continu déclenche des réactions d'oxydoréduction dans l'électrolyte, et les gaz produits sont récupérés.
Ce que les élèves apprennent
Les fondements scientifiques de cette expérience
L'électrolyse est un processus qui entraîne des transformations chimiques sous l'effet du passage d'un courant électrique continu à travers un électrolyte. Lorsqu'un courant traverse une solution conductrice, les espèces ioniques subissent des réactions d'oxydoréduction.
2 H₂O ↔ H₃O⁺ + OH⁻.
L'ajout d'acide sulfurique augmente la conductivité en générant un électrolyte, comme suit.
Le courant électrique continu provoque les réactions suivantes dans l'eau acidifiée au niveau des électrodes de platine.
À la cathode (–) : 4H₃O⁺ + 4 e⁻ → 2 H₂ + 4H₂O À l'anode (+) : 6 H₂O → O₂ + 4H₃O⁺ + 4 e⁻.
( O₂ / H₂O )( O₂ / H₂O )Au niveau de l'anode, les molécules d'eau sont oxydées car leur potentiel d'électrode ( E₀.
( H( À la cathode, les ions H₃O⁺ sont réduits car leur potentiel ( E₀⁺ / H₂ ) = + 0,00 V est supérieur. )
( H₂O / H₂ )( H₂O / H₂ ) que celle des molécules d'eau H₂O ( E₀.
Matériel utilisé
- Tube en U avec sorties latérales — 1276.10
- Électrodes en platine — 4716.12
- Fils de raccordement, rouges — 2522.03-04
- Fils de raccordement, noirs — 2522.04-08
- Alimentation en courant continu
Produits chimiques et réactifs
- Solution d'acide sulfurique 0,1 M — R : 35 S : 26-30-45
Consignes de sécurité
- Les mélanges d'hydrogène et d'air sont explosifs. Veillez à ce qu'il n'y ait aucune flamme nue à proximité de l'appareil.
Questions destinées aux élèves
- Décrivez ce qui se passe dans l'appareil.
- Que se passe-t-il lorsqu'on enflamme les tubes à essai ? Indiquez où l'hydrogène et l'oxygène sont produits.
- Pourquoi utilise-t-on une solution acide diluée plutôt que de l'eau distillée ?
À quoi s'attendre
<p>Passage of the electric current causes bubbling at the electrodes.</p><p>The gas collected at the cathode () pops, indicating the presence of hydrogen.</p><p>The gas collected at the anode (+) brightens up the flame indicating the presence of oxygen.</p><p>At the cathode () H+ are reduced to hydrogen.</p><p>At the anode (+) water molecules are oxidized to oxygen and H+ ions.</p><p>Distilled water does not conduct electricity but the presence of some electrolyte allows an electrical current to flow as demonstrated in the previous experiments.</p>
Élimination
Versez la solution dans le récipient destiné aux déchets.
Réalisez cette expérience dans votre classe
Cette expérience fait partie d'ATP « Mobile Lab » — un laboratoire autonome qui transforme une salle de classe ordinaire en véritable laboratoire scientifique, proposant plus de 200 expériences en physique, chimie, biologie, robotique et ingénierie. « Gali », le tuteur basé sur l'IA intégré à ATP Connect, guide les élèves à chaque étape et répond à leurs questions pendant les travaux pratiques.
Consultez le Mobile LabContactez notre équipe