Calculateur d’électrolyse

Calculez la masse déposée par électrolyse selon m = Q·M/(n·F), le temps ou le courant requis pour une masse cible et la quantité d’électrons transférés, selon les lois de Faraday.

Enter the current, time, molar mass of the deposited substance, and electrons transferred per ion to find the mass deposited (Faraday's laws).

Courant (I)

Durée (t)

Masse molaire (M)

g/mol

Électrons transférés (n)

Default values model copper electroplating (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu) at 2 A for 1 hour.

Résultat

—

Enter values to compute.

I (A)—

t (s)—

Q (C)—

n—

Masse molaire (g/mol)—

Moles d’e⁻—

3 min de lecture 3 étapes 7 termes 3 exemples 6 questions Q = I · t

L’électrolyse utilise un courant électrique pour provoquer une réaction chimique non spontanée, souvent pour déposer un métal depuis une solution ou décomposer un composé.

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Étapes

Comment utiliser cette calculatrice

3 étapes

Choisir le résultat à calculer

Choisissez un onglet : masse déposée, temps ou courant nécessaire pour déposer une masse cible, ou quantité de matière d’électrons correspondant à une charge donnée.

Saisir le courant, la durée, la masse molaire et les électrons transférés

Indiquez le courant (A), la durée (s), la masse molaire (g/mol) de la substance déposée et n, le nombre d’électrons transférés par ion dans la demi-équation (par exemple n = 2 pour Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu). Le résultat se met à jour pendant la saisie.

Consulter le résultat

La carte affiche la masse déposée, le temps ou le courant calculé, ou la quantité de matière d’électrons, ainsi que l’équation remplacée par les valeurs et les statistiques de charge Q, de moles d’électrons et des données saisies.

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Référence

Formule et méthodologie

3 formules

Charge électrique

Q = I · t

La charge Q (en coulombs, C) est égale au courant I (ampères) multiplié par la durée t (secondes). Elle correspond à la charge qui traverse la cellule électrolytique.

Masse déposée (deuxième loi de Faraday)

m = Q · M / (n · F)

La masse déposée m (grammes) est égale à la charge Q multipliée par la masse molaire M (g/mol), puis divisée par le nombre n d’électrons transférés par ion multiplié par la constante de Faraday F = 96,485 C/mol.

Quantité de matière d’électrons transférés

moles of e⁻ = Q / F

La charge totale Q divisée par la constante de Faraday F donne la quantité de matière d’électrons qui a traversé la cellule, à la base des deux lois de Faraday.

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Glossaire

Termes clés expliqués

7 termes

Électrolyse Procédé utilisant un courant électrique pour provoquer une réaction chimique non spontanée, par exemple décomposer un composé ou déposer un métal d’une solution sur une électrode.

Lois de Faraday Deux lois décrivant l’électrolyse : la masse déposée est proportionnelle à la charge transférée ; pour une charge donnée, elle est proportionnelle à la masse molaire divisée par le nombre d’électrons transférés par ion.

Constante de Faraday Charge transportée par une mole d’électrons : F = 96,485 coulombs par mole (C/mol). Elle relie la charge à la quantité de matière d’électrons dans les calculs d’électrolyse.

Charge (Q) Charge électrique totale traversant la cellule, mesurée en coulombs (C) : Q = I · t.

Galvanoplastie Application de l’électrolyse où une fine couche de métal, comme le cuivre, le nickel ou l’or, est déposée sur une surface conductrice à partir d’une solution contenant ses ions.

Quantité de matière d’électrons Quantité, en moles, d’électrons transférés pendant l’électrolyse : moles d’e⁻ = Q / F.

Cathode Électrode où a lieu la réduction et où les ions métalliques gagnent des électrons pour se déposer sous forme de métal. Dans une cellule électrolytique, elle est reliée à la borne négative de la source.

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Situations types

Exemples concrets

3 exemples

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Amateur de galvanoplastie

Cuivrage d’une petite pièce

Courant (I) 2 A Durée (t) 3,600 s (1 heure) Masse molaire (M) 63.55 g/mol (copper) Électrons transférés (n) 2 (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu)

Un courant de 2 A pendant une heure transfère 7,200 C, soit environ 0.0746 mol d’électrons, et dépose environ 2.37 g de cuivre. Doubler le courant ou la durée doublerait approximativement la masse, proportionnelle à la charge.

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Ingénieur de procédés

Calcul du temps de dépôt nécessaire

Masse cible 5 g Masse molaire (M) 63.55 g/mol (copper) Électrons transférés (n) 2 Courant (I) 2 A

Déposer 5 g de cuivre avec n = 2 nécessite environ 15,183 C. À 2 A, cela représente environ 7,591 secondes, soit 2.1 heures. Choisissez le calcul du courant pour déterminer le courant nécessaire pendant une durée fixe.

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Étudiant en chimie

Calcul des moles d’électrons transférés

Courant (I) 2 A Durée (t) 3,600 s (1 heure)

Une charge de 7,200 C (2 A pendant une heure) correspond à 7,200 / 96,485 ≈ 0.0746 mol d’électrons, quantité utile pour équilibrer des demi-équations ou résoudre des problèmes de stœchiométrie.

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Référence

Citer cette calculatrice

APA et MLA

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MLA

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Analyse approfondie

Comprendre le calculateur d’électrolyse

3 chapitres · 3 min de lecture

L’électrolyse utilise un courant électrique pour provoquer une réaction chimique non spontanée, souvent pour déposer un métal depuis une solution ou décomposer un composé. Ce calculateur applique les lois de Faraday pour calculer la masse déposée, le temps ou le courant requis, ou la quantité de matière d’électrons transférés.

Fonctionnement du calculateur d’électrolyse

L’électrolyse fait passer un courant continu dans un électrolyte : oxydation à l’anode et réduction à la cathode. Les lois de Faraday décrivent la relation quantitative : la masse déposée ou libérée est proportionnelle à la charge électrique totale transférée ; à charge fixe, elle est proportionnelle à la masse molaire divisée par le nombre d’électrons gagnés ou perdus par ion.

Le calculateur trouve d’abord Q = I·t, puis convertit cette charge en moles d’électrons avec F = 96,485 C/mol. Enfin, il calcule la masse par m = Q·M/(n·F), où M est la masse molaire et n le nombre d’électrons transférés par ion.

Entrées et signification

Courant (I), en ampères, est le débit de charge dans la cellule. Durée (t), en secondes, indique combien de temps le courant circule. Masse molaire (M), en g/mol, est celle de l’élément ou du composé déposé (63.55 g/mol pour le cuivre, 107.87 g/mol pour l’argent). Électrons transférés (n) provient de la demi-équation équilibrée : n = 1 pour Ag⁺ + e⁻ → Ag, 2 pour Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu et 3 pour Al³⁺ + 3e⁻ → Al. Une erreur sur n est fréquente ; plus n est élevé, plus il faut de charge pour déposer la même masse.

Limites et cas particuliers

Le calculateur suppose un rendement faradique de 100 %. En pratique, les bains de galvanoplastie atteignent souvent 90–98 %, car une partie du courant sert à des réactions concurrentes, comme le dégagement d’hydrogène à la cathode ; multipliez la masse calculée par le rendement pour estimer la masse réelle. La formule suppose une seule demi-équation bien définie et un n fixe. Si l’espèce déposée peut avoir plusieurs états d’oxydation, vérifiez la demi-équation applicable. Enfin, n doit être un entier non nul : n = 0 est refusé.

❓

Questions

Questions fréquentes

6 questions

Quelle formule utilise le calculateur d’électrolyse ?+

Il applique les lois de Faraday : Q = I·t et m = Q·M/(n·F), où M est la masse molaire, n le nombre d’électrons transférés par ion et F la constante de Faraday.

Qu’est-ce que la constante de Faraday ?+

F = 96,485 coulombs par mole (C/mol), charge électrique transportée par une mole d’électrons et facteur de conversion entre charge et quantité de matière d’électrons.

Que représente la charge Q ?+

La charge est l’électricité totale qui traverse la cellule pendant l’électrolyse, en coulombs : Q = I · t.

Peut-on utiliser le calculateur pour la galvanoplastie ?+

Oui. Saisissez le courant, la durée, la masse molaire du métal déposé et les électrons transférés par ion pour estimer la masse, en supposant un rendement de 100 %.

Puis-je calculer le temps de dépôt plutôt que la masse ?+

Oui. Dans l’onglet Temps/Courant, saisissez une masse cible, la masse molaire et n, puis choisissez le calcul du temps pour un courant connu ou du courant pour un temps connu.

Que signifie n, le nombre d’électrons transférés ?+

n est le nombre d’électrons gagnés ou perdus par ion dans la demi-équation équilibrée : par exemple n = 1 pour Ag⁺ + e⁻ → Ag ou n = 2 pour Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. Il dépend de la réaction chimique.

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