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Le sodium métallique pourrait être préparé à partir de son minerai par électrolyse de chlorure de sodium fondu. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux ce processus ? (A) Les ions chlorure sont oxydés à la cathode, et les ions sodium sont réduits à l’anode. (B) Les ions chlorure sont réduits à l’anode, et les ions sodium sont oxydés à la cathode. (C) Les ions chlorures sont oxydés à l’anode et les ions sodium sont réduits à la cathode. Ou (D) les ions chlorure sont réduits à la cathode et les ions sodium sont oxydés à l’anode.
Les métaux comme le sodium sont souvent extraits de matériaux naturels appelés minerais. Les minerais sont souvent extraits de la Terre. Ils sont ensuite traités, puis un matériau de valeur est issu de ce traitement. Et le sodium est un exemple de métal qui peut être préparé de cette façon. Et le sodium est extrait de son minerai en utilisant la technique d’électrolyse. L’électrolyse est un processus chimique où l’électricité passe à travers un électrolyte, ce qui provoque sa décomposition en ses éléments constitutifs.
Dans le processus d’électrolyse, un courant est passé à travers une solution contenant des ions en utilisant une anode, qui est l’électrode positive dans une cellule d’électrolyse, et une cathode, qui est l’électrode négative dans une cellule d’électrolyse. À l’anode d’une cellule d’électrolyse, des ions chargés négativement tels que le chlorure sont attirés vers l’électrode positive, et ils ont tendance à perdre des électrons ici. Dans cet exemple, lorsque l’ion chlorure perd un électron, on dit qu’il est oxydé. Et à la cathode d’une cellule électrolytique, des ions chargés positivement tels que le sodium sont attirés vers la charge négative de la cathode. Ici, ils ont tendance à accepter les électrons de la cathode. Dans ce cas, nous disons que le sodium est réduit.
Dans ce processus de gain et de perte d’électrons, les propriétés des substances sont modifiées. Afin d’analyser plus clairement le cas du chlorure de sodium, simplifions en utilisant des demi-équations de réaction qui décrivent ce qui se passe aux deux électrodes. Comme nous l’avons déjà dit, à la cathode, les ions de sodium chargés positivement gagnent un électron pour former du sodium métallique. Et ce processus s’appelle la réduction. Et à l’anode chargée positivement, les ions chlorure perdent des électrons pour former du chlore gazeux. Et cette perte d’électrons est appelée oxydation.
Avec ces informations, nous devrions pouvoir revenir à la question. Le sodium métallique pourrait être préparé à partir de son minerai par électrolyse de chlorure de sodium fondu. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux ce processus ? Le choix de réponse (A) indique que les ions chlorure sont oxydés à la cathode et que les ions sodium sont réduits à l’anode. Et nous savons que cela ne peut pas être correct car l’oxydation n’a pas eu lieu à la cathode et la réduction n’a pas eu lieu à l’anode. Le choix de réponse (B) dit que les ions chlorure sont réduits à l’anode et que les ions sodium sont oxydés à la cathode. Mais nous savons que cela ne peut pas être vrai car les ions chlorure ne sont pas réduits et les ions sodium ne sont pas oxydés.
En utilisant la même logique, nous pouvons également éliminer le choix de réponse (D) car les ions chlorure ne sont pas réduits et le sodium n’est pas oxydé. Et cela nous laisse avec le choix de réponse (C) où les ions chlorure sont oxydés à l’anode et les ions sodium sont réduits à la cathode.
