Méthode 3 - Déterminer la quantité de produit formé au cours d'une électrolyse

Pour calculer la quantité de produit formé au cours d'une électrolyse à partir des données liées à l'électrolyse (durée de l'électrolyse et intensité moyenne du courant débité par le générateur), il est nécessaire de :

• calculer la quantité de matière d'électrons qui a été fournie par le générateur ;
  
• faire le lien entre cette quantité et la quantité de matière du produit étudié ;
• effectuer le calcul.
  

Remarque : on rappelle que ce calcul donne la quantité de produit attendu et que celle-ci est toujours inférieure à la quantité réelle.

Exercice

Pour obtenir du cuivre métallique, on réalise l’électrolyse d’une solution aqueuse de chlorure de cuivre(II) (\(\text{CuC}\ell_2\)) pendant 30 min avec un courant d'intensité moyenne `I = 0,50 "A"`.

Données

• On considère le couple `"Cu"^{2+}"/""Cu"`.
• `M("Cu")=63,5" g"cdot"mol"^-1`.
• La charge portée par une mole d'électrons est donnée par la constante de Faraday :   \(F=e\cdot N_\text{A}=96500 \text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}\) .

1. Montrer que la quantité de matière d'électrons transférés est `9,3\times10^-3" mol"`.

2. Déterminer la quantité de matière de cuivre qui peut se déposer sur la plaque suite à cette électrolyse (les ions cuivre présents en solution sont présents en quantité suffisante pour ne pas être totalement consommés).

3. En déduire la masse de cuivre attendue.

4. La masse de cuivre obtenue expérimentalement dans ces conditions est de 21 mg. Calculer le rendement de cette électrolyse.