Correction
Mise en évidence de la limite d'utilisation de la relation Q = i Dt

Nous allons réaliser et étudier l’électrolyse d’un volume V = 500 mL d’une solution de concentration 0,1 mol · L-1 de sulfate de cuivre, au moyen de deux électrodes de graphite de 20 g chacune. 
On utilise un générateur de tension de 2,5 V.

• Dans l’onglet « Animation », choisir une représentation macroscopique.

• Régler le curseur de vitesse de l’animation en milieu de course.

1. Utiliser le simulateur pour déterminer la durée de cette électrolyse ? Quel critère avez-vous utilisé pour déterminer l'instant de la fin de l'électrolyse ?

La durée de l’électrolyse de la solution de sulfate de cuivre est d’environ 55 min. Deux critères sont utilisables : la décoloration totale de la solution et le changement de réaction aux électrodes (traduit par un changement d'équation au dessus de l'électrode de gauche en animation macroscopique).

2. Quelle sera, en fin d'électrolyse, la masse de cuivre métallique déposée à l’anode ?

m = 23.17 g. Il s’est donc déposé 3.17 g de cuivre métallique. Ensuite la masse de l'électrode gauche reste fixe. 

3. Au-delà de cette durée, quelles seront les équations des réactions se produisant aux électrodes ?

Il n'y a plus d'ions Cu2+ en solution, donc il ne peut plus s'en déposer sur la cathode. En revanche, il y a d'autres ions en solution, comme les ions H+ qui produisent du dihydrogène par réduction à la cathode. La réaction à l'anode reste la même.

4. Pourquoi ne peut-on pas déterminer la quantité d'électricité mis en jeu pendant l'électrolyse des ions Cu2+ avec la formule habituelle Q = i Dt ?

Le courant n'est pas constant lors de cette électrolyse. L'intensité commence à 376 mA et chute jusqu'à 139 mA à la fin de l'électrolyse.

Remarque : pour avoir un courant constant, il faut cocher le bouton générateur de courant (et non le bouton générateur de tension qui délivre une tension fixe, mais pas une intensité fixe).