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Électrodéposition

LycéeChimieDépôt de cuivre contrôlé par le courant, avec rendement cathodique, masse de donneur finie et décapage réversible d’un revêtement initial de cuivre

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À propos de cette expérience

Cuivrez une clé, une cuillère ou une bague. Mesurez l’épaisseur moyenne, modifiez la surface sans changer la charge et inversez la polarité pour décaper un revêtement existant.

Objectifs pédagogiques

  • Placez l’objet à la cathode pour y déposer le cuivre.
  • Distinguez la masse déposée de l’épaisseur du revêtement.
  • Tenez compte du cuivre présent dans l’objet, la contre-électrode et le bain.

Comment l’utiliser

  1. 1Fermez le circuit en mettant l’objet au pôle négatif et effectuez la mesure après une durée fixe d’alimentation.
  2. 2Doublez la surface de l’objet saisie et comparez l’épaisseur à la masse déposée.
  3. 3Réduisez le rendement de courant et comparez le gain à la cathode à la perte à l’anode.
  4. 4Mettez l’objet au pôle positif et suivez la perte de sa couche initiale de cuivre.

Le modèle

Seul le rendement cathodique sélectionné contribue au dépôt de cuivre.
L'épaisseur comprend la couche initiale de cuivre et est inversement proportionnelle à la surface saisie.
Le cuivre est conservé dans les trois inventaires du modèle.

Hypothèses

  • Le bain tamponné par l’acide dispose d’une réserve pratiquement illimitée de Cu²⁺. L’anode se dissout avec un rendement de courant maximal.
  • Le courant cathodique qui n'est pas utilisé pour le dépôt de cuivre est affecté au dégagement d'hydrogène. La quantité de cuivre dans le bain augmente donc de la perte de l'anode moins le gain de la cathode.
  • La dissolution et la précipitation du métal de base ne sont pas prises en compte. Un objet nu dont la polarité est inversée ne transporte aucun courant dans le modèle, et le décapage s'arrête lorsque son revêtement initial de cuivre est épuisé.
  • La surface saisie détermine l'épaisseur moyenne uniforme, avec une masse volumique du cuivre de 8,96 g/cm³. La géométrie de la forme et le revêtement visible sont donnés à titre illustratif.

À essayer en classe

  1. Q1Pourquoi la perte de masse de l'anode peut-elle dépasser le gain de masse de l'objet ?
  2. Q2Pourquoi le fait de doubler la surface réduit-il l'épaisseur de moitié sans modifier la masse déposée ?

Foire aux questions

Que se passe-t-il lorsque l'objet est positif ?

Le modèle ne décape que le revêtement de cuivre présent. Il s'arrête avant de faire la moindre prédiction sur le métal de base non modélisé.

Le changement de la forme dessinée calcule-t-il une nouvelle aire ?

Non. Il modifie l’illustration. L’aire saisie séparément est la surface quantitative utilisée dans le calcul de l’épaisseur.