Définition
Une cellule d'électrolyse est un dispositif qui utilise l'énergie électrique pour provoquer une transformation chimique qui ne se ferait pas naturellement. On peut l'imaginer comme une cuve où l'électricité agit comme un « moteur » pour séparer les composants d'une substance ou pour recouvrir un objet d'une fine couche de métal.
L'essentiel
- Elle transforme l'énergie électrique en énergie chimique.
- Elle nécessite une source de courant continu (pile, transformateur).
- Elle est composée de deux électrodes plongées dans un liquide conducteur (l'électrolyte).
Formule et propriétés
Le terme se compose de « cellule », du latin cella signifiant « petite chambre », et d'« électrolyse », issu du préfixe électro- (électricité) et du grec lusis (décomposition). Il désigne donc un espace clos où l'électricité décompose la matière.
Comment l'utiliser
- La production industrielle d'aluminium à partir de minerais.
- La décomposition de l'eau pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène (gaz vert).
- La galvanoplastie, pour argenter ou dorer des bijoux et des couverts.
Utilisations
Ce concept est utilisé massivement dans l'industrie métallurgique pour purifier des métaux, dans le traitement de l'eau pour la désinfection, ou encore pour recharger les batteries (qui fonctionnent alors comme des cellules d'électrolyse).
Dangers et précautions
Il est crucial de choisir des électrodes adaptées pour éviter qu'elles ne se dégradent durant l'opération. Il faut également surveiller la production de gaz (comme le chlore ou l'hydrogène) qui peuvent être dangereux s'ils s'accumulent sans ventilation.
Substances liées
À ne pas confondre
Stockage et élimination
Pour bien comprendre le fonctionnement, retenez que l'électricité « pousse » les électrons dans un sens imposé. L'électrode positive attire les éléments négatifs, et l'électrode négative attire les éléments positifs.
Questions fréquentes
Quelle est la différence avec une pile ?
Une pile fournit de l'énergie à partir d'une réaction chimique spontanée, alors qu'une cellule d'électrolyse consomme de l'énergie pour forcer une réaction non spontanée.
Qu'est-ce qu'un électrolyte ?
C'est le liquide (solution ou sel fondu) présent dans la cellule qui permet le passage du courant grâce au déplacement des ions.