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La représentation conventionnelle de la cellule peut être utilisée pour comprendre les réactions à la cathode et à l’anode d’une cellule galvanique : Cu solide, Cu2 + aqueux, Ag + aqueux, Ag solide. Quelle ligne du tableau montre les bonnes réactions à la cathode et à l’anode à l’équilibre pour cette cellule galvanique ? (A) La réaction à l’anode est Cu solide réagit pour former Cu2+ aqueux plus deux électrons et à la cathode, Ag+ aqueux plus un électron réagissent pour former Ag solide. Réaction (B), à l’anode, Ag+ aqueux plus un électron réagissent pour former Ag solide, et à la cathode, Cu solide réagit pour former Cu2+ aqueux plus deux électrons. Réaction (C), à l’anode, Cu solide réagit pour former Cu+ aqueux plus un électron, et à la cathode, Ag + aqueux plus un électron réagissent pour former Ag solide. Réaction (D), à l’anode, Cu solide réagit pour former Cu2+ aqueux plus deux électrons, et à la cathode, Ag2 + aqueux plus deux électrons réagissent pour former Ag solide. Ou réaction (E) à l’anode, Ag + aqueux plus un électron réagissent pour former Ag solide, et à la cathode, Cu solide réagit pour former Cu+ aqueux plus un électron.
Dans cette question, nous voulons savoir laquelle des réponses, présentant toutes des demi-équations différentes, montre des réactions qui correspondent à la notation donnée de la cellule. Pour une cellule galvanique particulière, il s’agit de la notation de cellule, également appelée représentation conventionnelle de la cellule. Une représentation conventionnelle de la cellule, comme celle-ci, est utilisée pour montrer quelles substances ou matériaux sont utilisés pour constituer la cathode et l’anode, ainsi que les électrolytes dans les deux demi-cellules d’une cellule galvanique.
Libérons de l’espace pour examiner la représentation de la cellule afin de voir quelle partie correspond à l’anode et quelle partie correspond à la cathode. Et à partir de là, nous déterminerons les demi-réactions à l’anode et à la cathode.
Une cellule galvanique est une cellule électrochimique dans laquelle des électrons sont générés spontanément par une réaction d’oxydoréduction puis passés à travers un circuit externe. Si nous examinons une cellule galvanique, nous constaterons qu’elle est composée de deux demi-cellules : l’une est l’anode et l’autre la cathode. L’anode est positive et c’est où l’oxydation a lieu, et la cathode est négative et c’est où la réduction a lieu. Nous pouvons écrire des informations sur les demi-cellules dans la représentation conventionnelle.
Lorsque nous écrivons ces informations dans la représentation conventionnelle, il y a certaines conventions que nous devons suivre. Les informations concernant l’anode sont écrites sur le côté gauche. Nous commençons par écrire le symbole de l’électrode métallique, dans ce cas le cuivre, suivi d’un trait vertical. Une limite de phase est représentée par ce trait vertical. Le symbole et la charge de l’ion correspondant en solution sont alors écrits pour la demi-cellule de l’anode. Donc, dans cette question, nous avons une solution contenant des ions cuivre deux plus. Parfois, la concentration de la solution est écrite entre parenthèses, mais pas dans cet exemple.
Le pont salin reliant les deux demi-cellules est représenté par le double trait vertical. Les informations concernant la cathode sont écrites sur le côté droit, nous trouvons l’ion métallique en solution, qui dans ce cas est Ag + ou l’ion argent un plus. Il y a un trait vertical pour une limite de phase et le symbole du métal de la cathode, qui dans ce cas est l’argent, symbole Ag.
Puisque nous savons que le côté gauche de la représentation conventionnelle montre l’anode, et dans ce cas le cuivre étant oxydé en cuivre deux plus, nous pouvons en déduire que la demi-réaction d’oxydation est Cu solide réagit de manière réversible pour donner Cu 2+ aqueux plus deux électrons. Et sur le côté droit de la représentation conventionnelle, à la cathode, nous savons que la réduction se produit lorsque les ions argent un plus sont transformés en argent métallique, la demi-réaction de réduction étant Ag+ aqueux plus un électron réagissent de manière réversible pour donner Ag solide.
La question nous a demandé d’identifier les bonnes réactions à la cathode et à l’anode à l’équilibre pour cette cellule galvanique. Nous connaissons la demi-réaction à l’anode et la demi-réaction à la cathode. Il ne reste plus qu’à faire correspondre ces deux équations à la bonne réponse du tableau.
Donc déplaçons ces équations et retrouvons le tableau. Les deux demi-réactions de l’option de réponse (A) correspondent à nos équations. Alors, quelle réponse montre les bonnes réactions à l’anode et à la cathode à l’équilibre pour cette cellule galvanique ? La réponse est le choix (A), à l’anode, Cu solide réagit de manière réversible pour donner Cu 2+ aqueux plus deux électrons, et à la cathode, Ag + aqueux plus un électron réagissent de manière réversible pour donner Ag solide.
