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Électrolyse à anode soluble et lois de Faraday – cuivrage, argenture et nickelage d’une clé ou d’une cuillère

ChimieÉlectrochimie17–18 ans

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Une cuve d’électrolyse pour dépôt métallique : l’anode est une plaque du métal à déposer et la cathode est l’objet à recouvrir (une clé ou une cuillère en acier). Choisissez le métal (Cu²⁺, Ag⁺, Ni²⁺), réglez l’intensité I et la durée ; les électrons circulent dans les fils, les ions métalliques migrent vers la cathode et forment le dépôt. La charge Q = I·t, la masse déposée m = I·t·M/(n·F) et l’épaisseur se mettent à jour en direct, et un graphique de m en fonction de t compare les trois métaux.

Leçon : Électrolyse à anode soluble : dépôt électrolytique ; lois de Faraday et masse de produit formé à une électrode

Ce qu’elle montre

Pour un dépôt électrolytique, l’objet est la cathode et une plaque du métal à déposer sert d’anode. Les ions métalliques gagnent des électrons à la cathode et se déposent sous forme de métal, tandis que l’anode se dissout et maintient la concentration presque constante. Les lois de Faraday relient la masse déposée à la charge : Q = I·t et m = Q·M/(n·F), avec F = 96485 C/mol. Chaque ion Ag⁺ n’a besoin que d’un électron et l’argent a une grande masse molaire, il se dépose donc le plus par coulomb. Le modèle suppose un rendement de 100 %, un dépôt uniforme et accélère le temps.

Mode d’emploi

Choisissez Cuivrage, gardez la clé en acier, réglez I et Durée du dépôt, puis cliquez sur Démarrer et observez les électrons, les ions et le dépôt qui grandit. Relevez m pour plusieurs intensités et durées afin de vérifier que m ∝ I·t. Passez à Argenture ou Nickelage et comparez les droites en pointillés du graphique. Prenez la cuillère en acier pour voir qu’une plus grande surface donne un dépôt plus mince, puis utilisez Tout recommencer.

Paramètres modifiables

  • Métal déposé Cuivre (Cu²⁺), Argent (Ag⁺), Nickel (Ni²⁺)
  • Objet à recouvrir Clé en acier (15 cm²), Cuillère en acier (40 cm²)
  • Intensité du courant I 0,1–2 A
  • Durée du dépôt 1–60 min

Questions à explorer

  1. Comment varie la masse de cuivre déposée si vous doublez l’intensité ou la durée ?
  2. Pour une même charge, pourquoi dépose-t-on environ 3,4 fois plus d’argent que de cuivre ?
  3. À intensité et durée égales, combien de fois le dépôt est-il plus mince sur la cuillère que sur la clé, et pourquoi ?

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