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1. Réactions aux électrodes:
Les espèces chimiques en présence
sont:
Les ions bromure: Br-.
Les ions cuivre (II): Cu2+.
Les molécules d'eau: H2O.
A l'anode (borne +), il se produit une oxydation:
En compétition, les couples O2/H2O (1,23V) et Br2/Br- (1,08V). Le plus petit potentiel réagit:
2 Br-
Br2 + 2e-
A la cathode (borne -), il se produit une réduction:
En compétition, les couples Cu2+/Cu (0,34V) et H2O/H2 (0V). Le plus grand potentiel réagit:
Cu2+ + 2e-
Cu
D'où le bilan:
2 Br- + Cu2+
Br2 + Cu
2. d.d.p. théorique minimale à appliquer pour réaliser l'électrolyse:
La différence de potentiel théorique minimale est donnée par:
Uo = E°(anode) - E°(cathode)
Uo = 1,08 - 0,34
Uo
= 0,74V.
3. Concentrations des espèces en solution:
Soit Q la quantité d'électricité traversant l'électrolyseur.
Q = I.t
Q = 1,5.3600
Q = 5400 C
Soit n(Cu2+) la quantité d'ions cuivre (II) consommée.
n(Cu2+) = 2,80.10-2 mol.
Soit n(Br-) la quantité d'ions bromure consommée.
n(Br-) = n(e-)
n(Br-) = 5,60.10-2 mol.
Concentration en ions bromure:
On remarquera tout d'abord que si C est la concentration
de la solution de bromure de cuivre, alors [Cu2+]=C et [Br-]=2.C
(car CuBr2
Cu2+ + 2 Br-).

[Br-] = 1,72 mol.L-1.
Concentration en ions cuivre (II):


[Cu2+] = 0,86 mol.L-1.
4. Masse de produit obtenu à l'anode:
Soit n(Br2) la quantité de dibrome obtenue à l'anode:
n(Br2) = 2,8.10-2 mol.
Soit m la masse de dibrome obtenue à l'anode:
m = n(Br2).M(Br2)
m = 2,8.10-2.(80.2)
m = 4,48 g.