CH 9 Forcer le sens d’évolution d’un système 1. La transformation forcée TP1 (p 174)
Exemple: Lorsqu’on place un clou de fer dans une solution contenant des ions zinc la transformation
𝑭𝒆(𝒔) + 𝒁𝒏(𝒂𝒒)𝟐+ ⇄ 𝑭𝒆(𝒂𝒒)𝟐+ + 𝒁𝒏(𝒔) Doit se faire dans le sens direct car: 𝑄𝑟𝑖 = 𝑭𝒆(𝒂𝒒)
𝟐+
𝒁𝒏(𝒂𝒒)𝟐+ = 0 < 𝑲
mais elle est extrêmement limité par la très petite valeur de K.
Il est possible de forcée cette transformation à l’aide d’un générateur électrique en réalisant une électrolyse. La transformation devient totale: 𝑭𝒆(𝒔) + 𝒁𝒏(𝒂𝒒)𝟐+ → 𝑭𝒆(𝒂𝒒)𝟐+ + 𝒁𝒏(𝒔)
Electrode siège d’une Electrode de fer siège d’une réduction. est le siège d’une.
C’est une Cathode. oxydation C’est une
Anode.
Il est possible de faire cette électrolyse à l’aide d’un générateur électrique et de deux demi-piles.
Le pont salin assure l’électroneutralité et donc le bon fonctionnement de l’électrolyse.
Cathode: 𝒁𝒏𝟐+(𝒂𝒒) + 𝟐𝒆− → 𝒁𝒏(𝒔)
Anode: 𝑭𝒆(𝒔) → 𝑭𝒆(𝒂𝒒)𝟐+ + 𝟐𝒆− Le bilan est toujours:
𝑭𝒆
(𝒔)+ 𝒁𝒏
(𝒂𝒒)𝟐+→ 𝑭𝒆
(𝒂𝒒)𝟐++ 𝒁𝒏
(𝒔)2. Aspect quantitatif
Les quantités de matière transformée lors de l’électrolyse dépendent de la charge transférée Q. Donc aussi de
l’intensité et du temps: 𝑰 = 𝑸
𝒕𝒆𝒎𝒑𝒔
Dans notre exemple, d’après les demi-équations électroniques:
𝑛𝐹𝑒𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜𝑚𝑚é𝑠 = 𝑛𝑒
𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓é𝑟é𝑠−
2 = 𝑸
2 × 𝐹 = 𝑰 × 𝒕𝒆𝒎𝒑𝒔 2 × 𝐹
et
𝑛𝑍𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚é𝑠 = 𝑛𝑒𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓é𝑟é𝑠−
2 = 𝑸
2×𝐹 = 𝑰×𝒕𝒆𝒎𝒑𝒔
2×𝐹
3. La conversion et le stockage d’énergie
On utilise un accumulateur pour convertir de l’énergie
électrique en énergie chimique lorsqu’ils fonctionne comme électrolyseur puis de l’énergie chimique en énergie électrique lorsqu’il fonctionne comme pile.
