reactions aux electrodes

[Gilles]

Bojour,
J'aurai besoin d'aide pour un excercice.
Voici l'enoncé:
On veut effectuer l'electrolyse d'une solution aqueuse de sulfate de sodium, 2 Na+ + SO4 2- entre deux electrodes de fer.
1) Quelles sont les reactions suceptibles de se produire a l'anode? Ecrire leur equation.
2) quelles sont les reactions suceptibles de se produire a la cathode? Ecrire leur equation.
3) Lorsque le courant passe dans l'electrolyseur, il se produit un degagement gazeux a chacune des electrodes.
a) Le gaz forme a la cathode detonne en presence d'une flamme. Quel est sa nature ?
b) En deduire l'equation de la reaction.

voici ce que j'ai fait:
1) A l'anode, il ne peut y avoir que des oxydations donc :
2 Na (s) = 2 Na + (aq) + 2 e-
ou
SO2(g) + 2 H2O (l) = SO4 2- (aq) + 4 H+ (aq) + 2 e-
2) A la cathode, i lne peut y avoir que des reductions donc:
2 Na + (aq) + 2e-= 2 Na (s)
ou
S2O8 2- (aq) + 2 e- = SO4 2- (aq)
3)a) Le gaz forme est le dioxygene car il y a eu une petite detonnation en presence d'une flamme.

Pour la question b) je bloque ....
Pouvez vous m'aidez ?
Gilles

[SoS(19)]

Bonjour Gilles,

1) Quelles sont les reactions suceptibles de se produire a l'anode? Ecrire leur equation.
2) quelles sont les reactions suceptibles de se produire a la cathode? Ecrire leur equation

Pour ces deux questions, vous devez partir des espèces présentes initialement. Vos réactifs doivent être dans la solution initiale. Par exemple le sodium solide n'en fait pas partie. Il ne peut apparaître comme réactif.
Faites donc un bilan des espèces présentes au départ. N'oubliez pas les espèces dues à l'autoprotolyse de l'eau c'est à dire l'oxonium et l'hydroxyde qui sont présentes en permanence et qui sont déterminantes ici.
Et envisagez les réactions en partant de ces espèces.

[Gilles]

Bonjour,
Je ne comprends pas comment avoir les especes presentes initialement. Je ne suis donc pas trop sur mais voila ce que j ai fait:
1) A l'anode, il ne peut y avoir que des oxydations donc :
2 Na+ (aq) = 2 Na 2+ (aq) +2 e-
ou
2 SO4 2- (aq) = S2O8 2- (aq) + 2 e-

2) A la cathode, il ne peut y avoir que des reductions donc:
Na 2+ (aq) + e- = Na +(aq)
ou
S2O8 2- (aq) + 2 e- = SO4 2- (aq)
3)a) Le gaz forme est le dioxygene car il y a eu une petite detonnation en presence d'une flamme.
Est ce cela que vous attendez ?
Merci de me repondre
Gilles

[SoS(19)]

Vous devez travailler à partir des couples qui vous sont suggérés dans l'exercice, par exemple dans les données.
En effet , l'ion Na2+ n'existe pas. Donc, Na+, ne peut pas s'oxyder. Envisagez les ions contenus dans l'eau et les couples oxydant/réducteur associés. H3O+ (aussi noté H+ en oxydoréduction) forme un couple avec quel autre espèce chimique ? Avez-vous des données dans l'exercice qui vous le suggère ?

[Gilles]

Bonjour,
On me donne les couples suivant:
Na+/Na
SO4 2-/SO2
Fe2+/Fe
S2O8 2-/SO4 2-
H2O/H2
O2/H2O
Dois je faire les 6 oxydations et 6 reductions ?
Merci de m'aider
Gilles

[Sos(22)]

Bonjour Gilles,

Votre question manque de clarté, l'énoncé est forcément plus complet...

[gilles]

L'enonce est celui que j'ai ecrit.
Voici ce que j'ai fait :
I) A l'anode, il ne peut y avoir que des oxydation.Donc les reactions susceptibles de se prodiure a l'anode sont:
2Na = 2Na+ + 2e-
ou
S02 + 2 H2O = S042- + 4 H+ + 2 e-
(je ne vois pas pourquoi se ne serait pas bon)
MErci de m'aider
Gilles

[SoS(19)]

Quels sont les espèces présentes en solution au départ : Na+, et SO42-. A cela on ajoute les ions de l'eau : H3O+ (aussi noté H+ dans le cas de l'oxydoréduction) et HO-, et l'eau elle-même H20
Il faut impérativement que vous ayez les couples d'oxydo-réduction possibles sinon vous ne pouvez pas faire l'exercice. Soit vous les avez dans l'exercice, soit vous les avez vu en cours ou en T.P. . Un des couples est H+/H2(g) et l'autre est O2(g)/H20. Vous retrouvez ainsi des espèces gazeuses dont il est question dans l'énoncé. N'avez-vous nulle part vu ces couples ?

[Jules]

Bonsoir,
j'ai le même exercice.
Voici ce que je propose :
1. Il peut se produire que des oxydations:
Fe = Fe2+ +2e- (oxydation du fer)
2SO42- = S2O82- +2e- (oxydation des ions SO42-)
2H2O= O2 +H+ + 2e- (Oxydation de l'eau)

Je ne sais s'il en manque dans ce que j'ai mis.

2- Il ne peut se produire que des réductions:
SO42- + 4H+ + 2e- = SO2+2H20
Na+ + e- = Na
O2 +4H+ +4e- = 2H2O.

3- A la cathode il se forme donc du dioxygene.
4- là je bloque.
Merci d'avance pour une éventuelle confirmation de mes résultats et d'une évantuelle aide.
Jules

[SoS(19)]

Bonjour Jules,
Cette équation d'oxydation n'est pas équilibrée :

O2 +4H+ +4e- = 2H2O

Sinon effectivement les 3 réactions d'oxydation sont susceptibles de se produire.
Pour les équations d'oxydation, il manque l'oxydation de l'eau qui est essentielle à la résolution de l'exercice, le couple H20/H2.
ou H+/H2.
Pour la question 3, le gaz qui détonne au contact d'une flamme n'est pas l'oxygène.

Pour répondre à la dernière question, il suffit de sélectionner la seule espèce gazeuse parmi les réactions d'oxydation, et de trouver grâce à la question 3a l'espèce produite parmi les réactions de réduction.

Vous progressez dans la résolution de l'exercice il ne reste plus que quelques pas à faire.

[Jules]

Bonsoir, merci de m'avoir répondu aussi vite.
Je pense que j'ai en effet oublié la réduction de l'eau:
H2O+2H+ +2e- = H2 +H20
Il est y a formation de de dihydrogène à la cathode dû au test effectué.
Je pense qu'il se forme du dioxygène à l'anode.
Je combine les deux demi equations et on a donc 2H20=2H2 + O2
Est-ce correct?

Merci d'avance

[SoS(19)]

Oui très bien. Mais vous pouvez simplifier ici cette équation.

H2O+2H+ +2e- = H2 +H20

Tout le reste est correct.
A bientôt sur le forum.

[Jules]

Mille merci!!
J'espère que cela aura aussi aidé Gilles.
Encore merci et à bientôt.