Applications industrielles de l'électrolyse
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Galvanoplastie : l'objet à recouvrir est TOUJOURS placé à la CATHODE (réduction de cations métalliques : M^n+ + n\,e^- M_(s)). • Anode soluble : le métal s'oxyde à l'anode au même rythme qu'il se dépose à la cathode, maintenant la concentration en bain constante. • Électrolyse de l'eau : production de H_2 à la cathode et de O_2 à l'anode. • Accumulateur : fonctionne en pile lors de la décharge et en électrolyseur lors de la recharge.
Le cours
Accumulateurs, électrodéposition et production de dihydrogène L'électrolyse trouve des applications technologiques et industrielles majeures : 1. Recharge des accumulateurs et batteries (lithium-ion, plomb) : le chargeur fonctionne en électrolyseur pour inverser les réactions de décharge et régénérer les réactifs initiaux. 2. Électrodéposition de métaux (galvanoplastie) : dépôt d'une fine couche protectrice ou décorative de métal sur un objet conducteur placé à la cathode (chromage, dorure, argenture, électrozingage de carrosseries automobiles pour empêcher la corrosion). 3. Production industrielle de dihydrogène vert : électrolyse de l'eau alimentée par des énergies renouvelables (décarbonation de l'industrie et piles à combustible). 4. Affinage et métallurgie extractive : purification du cuivre à plus de 99,99\,\% par anode soluble et production d'aluminium par électrolyse ignée de l'alumine (procédé Hall-Héroult).
Dans ce chapitre
- Couples oxydant-réducteur et transfert d'électrons
- Demi-équations électroniques et équation d'oxydoréduction
- Rôle du pont salin ou de la paroi poreuse
- Constitution d'une pile électrochimique
- Polarité des électrodes : anode et cathode
- Sens de circulation des porteurs de charge
- Tension à vide et polarité spontanée d'une pile
- Prévision de fonctionnement d'une pile par Qr,i et K
- Quantité d'électricité Q débitée par une pile
- Constante de Faraday F et quantité d'électrons échangés
- Capacité électrique maximale et durée de vie d'une pile
- Transformation forcée : principe de l'électrolyse
- Applications industrielles de l'électrolyse
- Bilan : Synthèse et méthode sur les piles et l'électrolyse