Correction
Électrolyse d'une solution d'acide sulfurique 
avec deux électrodes de graphite

Le but de cet exercice est d’étudier l'influence de la concentration d'un électrolyte lors d'une électrolyse.

• Grâce à l'onglet « Paramètres », simuler l'électrolyse d'une solution d'acide sulfurique de concentration en soluté apporté 10-5 mol · L-1. 

• Cocher  « générateur de tension » et imposer 3,0 V. Cela signifie que quelles que soient les conditions, la tension entre les électrodes sera fixée à 3,0 V.

• Choisir les électrodes G et D en graphite.

• Dans l'onglet « Animation », afficher la représentation à l'échelle macroscopique.

1. Quelle est, d'après le simulateur, l'intensité du courant traversant une telle solution ?

L’intensité est I = 1,2 mA.

2. Augmenter la concentration d'un facteur 10 et noter la nouvelle intensité du courant.

L’intensité est I = 11,8 mA.

3. Faire de même avec c = 10-3 mol · L-1 puis 10-2 mol · L-1. Que constate-t-on ?

Pour c = 10-3 mol · L-1, l’intensité est I = 117,7 mA.
Pour c = 10-2 mol · L-1, l’intensité est I = 1 180 mA.
On constate qu'il y a proportionnalité entre la concentration et l'intensité du courant.

4. Comment peut-on interpréter la relation entre la concentration et l'intensité du courant ? (on utilisera la notion de conductance). 
Note : on n'augmentera pas plus la concentration car le générateur simulé ici ne peut fournir un courant d'intensité supérieure à 2 A.

La proportionnalité entre la concentration et l'intensité du courant s'interprète de la façon suivante : la conductance de la portion de solution comprise entre les électrodes est proportionnelle à la concentration :
G = k c (résultat du cours de Première S).
Or par définition, la grandeur conductance est :
G = I / U.
On peut donc écrire :
I = G U = k U c.
La tension U a été choisie comme constante ; la relation reliant I et c est effectivement une relation de proportionnalité ce que l'expérience simulée retrouve.

Remarque : il a été vu en Première S que la conductance se mesurait en courant alternatif alors qu'ici, le courant est continu. Un tel dispositif ne permettrait donc pas une mesure de la conductance, mais les lois sur la conductance reste valable.

5. Pour ces différentes valeurs de l'intensité, qu'a-t-on pu constater du point de vue de la formation du dihydrogène et du dioxygène apparaissant à chaque électrode ? 
On comparera les quantités de H2 et de O2 pour une intensité donnée, et les quantités de H2 pour différentes intensités.

Plus on a augmenté la concentration (donc l'intensité du courant), plus l'animation a montré que le dégagement gazeux était important. 

6. Proposer une interprétation au niveau de la circulation des électrons à l'extérieur de la cellule d'électrolyse et vérifier si votre  interprétation est conforme à l'animation microscopique proposée dans l'onglet « Animation ».

Pour cette question, vous pourrez vous référer au chapitre 8 de la partie chimie obligatoire, paragraphe 2.2.