Lors d'une électrolyse, l'anode est l'électrode siège de l'oxydation et la cathode est l'électrode siège de la réduction. Connaissant les espèces chimiques présentes dans le système, il est possible d'écrire les demi-équations électroniques se déroulant au niveau de chaque électrode.
On considère un dispositif d'électrolyse de l'eau. Sachant que les couples concernés sont \ce{H+} / \ \ce{H2} et \ce{O2} / \ \ce{H2O} , écrire les demi-équations électroniques qui se déroulent au niveau de chaque électrode.
Rappeler les définitions de l'anode et de la cathode
On rappelle les définitions de l'anode et de la cathode :
- L'anode est l'électrode siège de l'oxydation ;
- La cathode est l'électrode siège de la réduction.
- L'anode est l'électrode siège de l'oxydation ;
- La cathode est l'électrode siège de la réduction.
Identifier les réactifs et les produits de chaque demi-équation
On identifie les espèces chimiques présentes dans le système et pouvant être les réactifs de chaque demi-équation et on en déduit les produits formés.
- Au niveau de l'anode, le réactif de l'oxydation est un réducteur. Le produit formé est donc son oxydant conjugué.
- Au niveau de la cathode, le réactif de la réduction est un oxydant. Le produit formé est donc son réducteur conjugué.
Puisqu'il s'agit de l'électrolyse de l'eau, le système contient de l'eau \ce{H2O} et aussi des ions hydrogène \ce{H+} (toujours présents dans l'eau).
D'après l'écriture des couples \ce{H+} / \ \ce{H2} et \ce{O2} / \ \ce{H2O} , \ce{H+} est un oxydant et \ce{H2O} est un réducteur.
Ainsi :
- Au niveau de l'anode, le réactif est le réducteur \ce{H2O} et le produit formé est son oxydant conjugué \ce{O2} .
- Au niveau de la cathode, le réactif est l'oxydant \ce{H+} et le produit formé est son réducteur conjugué \ce{H2} .
Écrire les demi-équations électroniques se déroulant au niveau de chaque électrode
On écrit les demi-équations électroniques se déroulant au niveau de chaque électrode en respectant la façon d'ajuster spécifiques aux réactions d'oxydoréduction.
- L'anode est le siège de l'oxydation de \ce{H2O} , dont l'équation est : 2\ce{H2O} = \ce{O2}+ 4\ce{H+} + 4\ce{e-}
- La cathode est le siège de la réduction de \ce{H+} , dont l'équation est : 2\ce{H+} + 2\ce{e-}= \ce{H2}