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Un étudiant souhaite plaquer du cuivre sur une cuillère en acier. Laquelle des descriptions suivantes du montage expérimental lui permettra de réussir son expérience ? (A) Utiliser le sulfate de fer(II) comme électrolyte, la cuillère à l’anode et une tige de cuivre à la cathode. (B) Utiliser le sulfate de cuivre(II) comme électrolyte, la cuillère à la cathode et une tige de cuivre à l’anode. (C) Utiliser le sulfate de fer(II) comme électrolyte, la cuillère à la cathode et une tige de fer à l’anode. (D) Utiliser le sulfate de cuivre(II) comme électrolyte, la cuillère à l’anode et une tige de cuivre à la cathode. Ou (E) utiliser le sulfate de cuivre(II) comme électrolyte, la cuillère à la cathode et une tige de fer à l’anode.
Tout d’abord, exprimons les choix de réponse sous forme de tableau pour libérer un peu d’espace.
La galvanoplastie implique une électrolyse. Le montage expérimental pour l’électrolyse se compose d'une source d’énergie connectée à deux électrodes, soit une cathode négative et une anode positive. Un électrolyte liquide qui contient des ions permet de maintenir un circuit continu. Cela permet aux ions positifs de se déplacer vers la cathode et aux ions négatifs de se déplacer vers l’anode.
Nous devons donc déterminer comment réaliser la galvanoplastie d'une cuillère en acier avec du cuivre élémentaire. Pour ce faire, nous devons obtenir des ions cuivre à partir de la solution d’électrolyte. Donc, nous devons utiliser du sulfate de cuivre(II) comme solution d’électrolyte. Nous pouvons donc éliminer les choix de réponse (A) et (C), car ils indiquent que l’électrolyte est du sulfate de fer(II).
Puisque nous savons que les ions cuivre positifs se déplaceront vers la cathode négative, et que nous voulons que les ions cuivre se déplacent vers la cuillère en acier pour la recouvrir, nous devons placer notre cuillère à la cathode. Nous pouvons donc éliminer le choix de réponse (D) qui mentionne que la cuillère est placée à l'anode.
Alors, de quoi sera composée l’anode ? L’anode doit être composée d’une tige de cuivre, car cette dernière sera oxydée pour former du Cu2+ qui se déplacera vers la cuillère pour la recouvrir de cuivre. Par conséquent, pour que notre montage expérimental nous permette de réussir l'expérience, nous devons utiliser le sulfate de cuivre(II) comme électrolyte, une tige de cuivre à l’anode et la cuillère à la cathode.
Revenons maintenant à nos choix de réponse. Nous savons maintenant que la bonne réponse est (B) : utiliser le sulfate de cuivre(II) comme électrolyte, la cuillère à la cathode et une tige de cuivre à l’anode.
