Electrolyse I - Notions de base

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Exemple : électrolyse d'un HCl-Solution

Procédés d'électrodes

$\begin{matrix} H_{3} O^{+} + 1 e^{-} & \to & 0,5 H_{2} + H_{2} O & cathode \\ {Cl}^{-} & \to & 0,5 {Cl}_{2} + 1 e^{-} & anode \\ H_{3} O^{+} + {Cl}^{-} & ⇌ & 0,5 H_{2} + 0,5 {Cl}_{2} + H_{2} O & Réponse globale \end{matrix}$

Dans le cas de l'électrolyse, la tension de décomposition est de 1 $1,2$ acide chlorhydrique molaire idéalement $1,37 V$ .

La tension appliquée est-elle inférieure à la tension de décomposition $U_{z}$ , seules de petites quantités sont initialement déposées sur les électrodes $H_{2}$ et ${Cl}_{2}$ une façon. Cela transforme la cathode en électrode à hydrogène et l'anode en électrode à chlore. Cela crée un élément galvanique avec une tension opposée à la tension appliquée. La tension de cellule réversible $?? E°$ (FEM) de l'élément galvanique est égal à la différence entre les potentiels des électrodes $E.$ des demi-éléments. Dans des conditions standard ( $p$ = $1,013$ , $c$ ( $H Cl$ )= $1 mole {L.}^{-1}$ ) est la tension de cellule réversible $E°$ égal à la différence des potentiels d'électrode standard $?? E°$ .

\begin{array}{ll} cathode : & E. (H) = E° (H) + \frac{R. T}{F.} \cdot dans \frac{c (H_{3} O^{+})}{p (H_{2})^{1 / 2}} \\ anode : & E. (Cl) = E° (H) + \frac{R. T}{F.} \cdot dans \frac{p (C. {je}_{2})^{1 / 2}}{c (C. {je}^{-})} \\ EMK : & ?? E° = E. (Cl) - E. (H) = E° (Cl) + \frac{R. T}{F.} \cdot dans \frac{p (C. {je}_{2})^{1 / 2} \cdot p (H_{2})^{1 / 2}}{c (C. {je}^{-}) \cdot c (H_{3} O^{+})} \end{array}

Avec une pression croissante de $H_{2}$ et ${Cl}_{2}$ la tension de l'élément galvanique augmente. La pression de ${Cl}_{2}$ et $H_{2}$ peut être au maximum de la valeur de la pression extérieure de $1,013 bar$ atteindre. Ensuite, les gaz peuvent s'échapper avec formation de bulles. à $p$ ( $H_{2}$ )= $1,013 bar$ et $p$ ( ${Cl}_{2}$ )= $1,013 bar$ la CEM maximale est atteinte. Si la tension externe augmente légèrement au-dessus de cette valeur, la tension de l'élément galvanique ne peut plus croître avec elle et l'électrolyse commence. Au fur et à mesure que la tension externe augmente, l'intensité du courant augmente linéairement.