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La figure représente la purification du cuivre. Quelles sont les légendes correctes pour cette expérience ?
Cette figure montre la dernière étape de la purification du cuivre. Le cuivre provient de l’extraction du minerai de cuivre. Cependant, le minerai de cuivre n’est pas fait de cuivre métallique. Le minerai de cuivre est en réalité constitué de composés contenant du cuivre, tels que des sulfures de cuivre, des oxydes de cuivre et du phosphate de cuivre. Le cuivre métallique est ensuite extrait du minerai de cuivre. Ce procédé varie en fonction des composés de cuivre constituant le minerai de cuivre. Toutefois, le métal extrait du minerai contient encore un certain nombre d’impuretés. Selon la façon dont ce cuivre métallique est destiné à être utilisé, ces impuretés peuvent ne pas être gênantes. Mais certaines applications nécessitent du cuivre métallique pur, l’électronique par exemple.
Pour purifier le cuivre métallique, on utilise ce dispositif expérimental, qui représente une cellule électrolytique. Dans une cellule électrolytique, une réaction redox est alimentée par une alimentation externe. L’alimentation électrique entraînera l’oxydation du cuivre métallique, formant des ions cuivre. Ces ions cuivre sont ensuite réduits à l’autre électrode de la cellule, formant du cuivre métallique pur. Au fur et à mesure que l’expérience se poursuit, le cuivre métallique impur est épuisé, laissant les impuretés. Cependant, certaines impuretés du cuivre métallique impur pourraient également être oxydées dans la cellule d’électrolyse et plaquées en même temps que le cuivre métallique sur l’électrode. En conséquence, le cuivre métallique obtenu avec ce procédé n’est pas pur à 100 pour cent, bien qu’il soit significativement plus pur que le métal initial.
Donc, avec ce que nous savons maintenant, essayons de légender ce schéma. Nous savons que le cuivre métallique impur est oxydé. L’oxydation se produit toujours à l’anode d’une cellule électrochimique. Nous savons donc l’anode est l’électrode en cuivre impur. Le processus de réduction se produit à la cathode. Donc, c’est là que les ions cuivre seront réduits pour former du cuivre métallique. La cathode doit donc être l’électrode en cuivre pur.
La dernière légende à déterminer est la B, qui pointe vers la solution de la cellule électrolytique. Lorsqu’une telle expérience est effectuée, on a besoin d’une solution contenant des ions, appelée solution électrolytique. Plus précisément, il faut ici une solution contenant des ions cuivre, car les ions cuivre dans la solution seront réduits à la cathode pour former du cuivre métallique. Une solution de sulfate de cuivre est un bon choix pour l’électrolyte de cette expérience, car les ions sulfate seront inertes dans la cellule. Ainsi, les bonnes légendes pour ce schéma qui montre la purification du cuivre sont A électrode de cuivre pur, B solution électrolytique de sulfate de cuivre et C électrode de cuivre impur.
