Exercice n°5

1. On veut nickeler un objet en cuivre. Peut-on y arriver en le plongeant dans un bain de sulfate de nickel (Ni²⁺ + SO₄^2-) ?

2. On procède à un dépôt par électrolyse. Indiquer un schéma possible de protocole expérimental.

3. On veut déposer sur une plaque polie (sur une seule face) d’aire 350 cm², une couche de 0.02 mm de nickel. Quelle est la masse de nickel nécessaire ?

4. Quelle la charge électrique qui a été transférée d’une électrode à l’autre pour obtenir ce résultat ?

Masse volumique du Nickel : r = 8.90 10³ kg.m^-3 M_Ni = 58.7 g.mol^-1. E⁰_Cu2+/Cu = 0.34V et E⁰_Ni2+/Ni = -0.23V

Corrigé

1. La réaction naturelle entre les deux couples est : Cu²⁺ + Ni = Ni²⁺ + Cu (gamma à l’endroit)

On ne peut donc pas produire du nickel avec la réaction naturelle. Il n’est donc pas possible de déposer du nickel sur l’objet en cuivre simplement en le trempant dans une solution contenant des ions nickel.

2. Schéma de l’électrolyse :

3. Le volume nécessaire de nickel est V = Sxe = 350 10^-4x0.02 10^-3 = 7.0 10^-7 m³.

La masse nécessaire est m = r.V = 6.23 10^-3 kg = 6.23 g.

4. Au niveau de l’électrode de nickel on a observé la réaction suivante :

Il reste encore du nickel en fin d’expérience, mais la quantité de nickel qui a disparue, et qui a été déposée sur l’objet est x, dans le même temps il a été produit n_e mol d’électrons.

	Ni	= Ni^2+	+ 2é
EI	n0	excès	0
EF	n0 – x	excès	2x = ne

On a x = = 0.106 mol. Il s’agit de la quantité de nickel transférée d’une électrode à l’autre.

Donc x = 0.106 mol et n_e = 2x = 0.212 mol. Soit Q = n_e.F =2.05 10⁴ C