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Fiche résumé — Oxydoréduction : piles et électrolyse

Chapitre 7 | Terminale générale (spécialité) | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Couples et demi-équations

Une réaction d'oxydoréduction est un transfert d'électrons.

  • Oxydation = perte d'e⁻ ; réduction = gain d'e⁻.
  • Couple Ox/Réd : \(\text{Ox}+n\,e^-=\text{Réd}\).

Équation : égaler les e⁻ des deux demi-équations puis additionner.

Piège : les électrons doivent disparaître du bilan final.

2. Sens spontané

On compare \(Q_{r,i}\) à \(K\) : le système évolue de façon à rapprocher \(Q_r\) de \(K\).

  • \(Q_{r,i}\lt K\) → sens direct (→).
  • \(Q_{r,i}\gt K\) → sens inverse (←).
Astuce : l'oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort (règle du γ).

3. La pile (spontanée)

Convertit une réaction spontanée en énergie électrique.

  • Anode = oxydation = pôle (−).
  • Cathode = réduction = pôle (+).
  • Dans le fil : e⁻ de (−) vers (+) ; courant \(I\) en sens inverse.
  • Le pont salin assure la neutralité des solutions.
Piège : ne pas confondre le sens des électrons et celui du courant.

4. Électrolyse et Faraday

Transformation forcée : un générateur impose le sens inverse du sens spontané.

\(Q=I\times\Delta t=n(e^-)\times F\)

\(F\approx96\,500\) C·mol⁻¹. Anode reliée au \(+\), cathode au \(-\).

Piège : \(\Delta t\) en secondes et \(I\) en ampères pour \(Q\) en coulombs.

Exemple type — électrons échangés par une pile

Pile Cu²⁺/Cu et Zn²⁺/Zn débitant \(I=50\) mA pendant \(1{,}0\) h. Donnée : \(F=9{,}65\times10^{4}\) C·mol⁻¹.

\(Q=I\times\Delta t=0{,}050\times3600=180\) C.

\(n(e^-)=\dfrac{Q}{F}=\dfrac{180}{9{,}65\times10^{4}}\approx1{,}9\times10^{-3}\) mol.

Résumé express — Méthode type

1Écrire les deux demi-équations, égaler les e⁻, en déduire le bilan
2Identifier anode (oxydation) et cathode (réduction), et la polarité
3Calculer \(Q=I\times\Delta t\) (SI), puis \(n(e^-)=Q/F\)
4Relier \(n(e^-)\) à la matière par la demi-équation, puis \(m=n\times M\)