Exercices sur de la brocante à l’orfèvrerie, Exercices de Biochimie
Renee88
Renee8823 April 2014

Exercices sur de la brocante à l’orfèvrerie, Exercices de Biochimie

PDF (210.6 KB)
3 pages
137Numéro de visites
Description
Exercices de chimie sur la question de la brocante à l’orfèvrerie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Principe de l’argenture électrolytique, Étude quantitative de l’électrolyse, Qualité du dépôt d’argent s...
20points
Points de téléchargement necessaire pour télécharger
ce document
Télécharger le document
EXERCICE III De la brocante à l'orfèvrerie (4 points)

Bain « d’argent brillant »

Plaques d’argent pur (anode)

Théière à argenter (cathode)

BAC S 2010 Métropole

EXERCICE III. DE LA BROCANTE À L’ORFÈVRERIE (4 points)

La photographie, ci-contre, est celle d’une « égoïste ». Il s’agit d’une

théière de salon, pour une seule personne, datant du début du

XIXème siècle. Elle est en laiton (alliage de cuivre et de zinc) et, à

l’origine, elle était recouverte d’argent métallique qui a disparu au fil

des années.

Pour redonner à ce type de pièce leur éclat d’antan, les orfèvres

savent déposer une mince couche adhérente d’argent par électrolyse.

Outre l’embellissement de l’objet traité, cette opération permet de le

protéger de l’attaque de l’air et des aliments acides et lui confère des

propriétés germicide et bactéricide.

L’objectif de cet exercice est d’étudier le principe de cette électrolyse, dite à anode soluble, qui permet de

déposer une fine couche d’argent sur une pièce métallique.

Données :

- couple oxydant/réducteur : Ag+(aq) / Ag(s) ;

- masse molaire atomique de l’argent : M(Ag) = 108 g.mol–1 ;

- masse volumique de l’argent :  (Ag) = 10 g.cm–3 ;

- constante d’Avogadro : NA = 6,0  1023 mol–1 ;

- charge électrique élémentaire : e = 1,6  10–19 C.

1. Principe de l’argenture électrolytique

Avant de recevoir l’argenture, la théière subit plusieurs traitements de la part de l’orfèvre : le métal est

aplani, décapé, poli et dégraissé de manière à ce que le dépôt d’argent adhère bien par la suite.

La théière, une fois prête à recevoir l’argenture (figure 4), est plongée dans un bain nommé bain « d’argent

brillant », solution contenant entre autres des ions dicyanoargentate en équilibre avec des ions argent.

Figure 4. Théière plongée dans le bain « d’argent brillant »

La théière plongée dans ce bain joue le rôle de cathode. Des plaques d’argent pur, placées de chaque côté

du bain, jouent le rôle d’anode. Un générateur de basse tension délivre dans l’électrolyseur ainsi constitué

un courant d’intensité constante dont on peut régler la valeur.

Poinçon, fabrication française

qualité I

Poinçon, fabrication française

qualité II

1.1. Ona simplifié le circuit d’électrolyse en résumant l’action des deux plaques d’argent en une seule sur

LA FIGURE 5 DE L’ANNEXE. Indiquer sur ce schéma, le sens conventionnel du courant électrique et le

sens de déplacement des électrons.

1.2. Dans le bain « d’argent brillant », les ions argent réagissent à la cathode (notée ) selon l’équation :

Ag (aq) + e– = Ag (s)

Quel est l’intérêt d’avoir utilisé la théière comme cathode ?

1.3. À l’anode (notée ), l’argent métallique Ag des plaques réagit, écrire l’équation de la réaction à cette

électrode. On notera Ag les ions argent intervenant à cette électrode. De quel type de réaction s’agit-il ?

1.4. À partir des questions 1.2 et 1.3, écrire l’équation de la réaction chimique ayant lieu lors de l’électrolyse.

Pourquoi appelle-t-on cette électrolyse « électrolyse à anode soluble » ?

2. Étude quantitative de l’électrolyse

On souhaite argenter extérieurement et intérieurement la théière qui possède une surface totale S = 850 cm2

par un dépôt uniforme d’argent. La théière, qui joue le rôle de cathode, est plongée entièrement dans le bain

d’argent brillant pendant une durée t = 35 min. L’intensité du courant délivrée par le générateur est

constante et vaut I = 7,0 A.

2.1. Exprimer la quantité d’électricité Q qui a traversé l’électrolyseur pendant une durée t.

2.2. Donner l’expression de la quantité de matière d’électrons échangés -éch(e )n pendant l’électrolyse en

fonction de Q, NA et e.

2.3. Montrer que la masse d’argent métallique dép(Ag )m déposée sur la théière pendant l’électrolyse a pour

expression : .

dép A

(Ag ) = . (Ag) .

I t m M

N e

 .

Calculer sa valeur.

2.4. Sur la figure 4, on voit que la théière est suspendue entre deux plaques d’argent jouant le rôle d’anode.

Quel avantage présente ce dispositif pour le dépôt d’argent sur la théière ?

3. Qualité du dépôt d’argent sur la théière

Une fois l’électrolyse terminée, l’orfèvre doit appliquer un poinçon. Ce poinçon comporte les chiffres I ou II

selon la qualité de fabrication correspondant à une certaine couche d’argent déposée sur la pièce (figure 6).

Figure 6. Exemples de poinçons avec le symbole de l’orfèvre et ses initiales

Les qualités I ou II dépendent de l’épaisseur moyenne du dépôt d’argent sur l’objet et du type d’objet argenté

comme le montre le tableau ci-dessous :

Épaisseur moyenne minimale du dépôt d’argent en m

Articles de couvert d’usage fréquent (couteaux, fourchettes)

Articles de couvert

d’usage occasionnel (couteaux, fourchettes)

Articles d’orfèvrerie au

contact des aliments (plats, théières, timbales)

Articles d’orfèvrerie

décoratifs (bougeoirs, vases)

Qualité I 33 19 15 10

Qualité II 20 12 9 6

3.1. Exprimer le volume V(Agdép) d’argent déposé sur la théière au cours de l’électrolyse en fonction de

dép(Ag )m et  (Ag).

3.2. À partir de la question 2.3, calculer l’épaisseur moyenne d d’argent déposé sur la théière au cours de

l’électrolyse.

3.3. Déduire des données du tableau ci-dessus, le poinçon de l’orfèvre à appliquer sur la théière restaurée.

ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE

ANNEXE DE L’EXERCICE III

Figure 5. Schéma simplifié de l’électrolyseur

générateur

plaque d’argent pur

bain « d’argent brillant »

+_

G

commentaires (0)
Aucun commentaire n'a été pas fait
Écrire ton premier commentaire
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Docsity n'est pas optimisée pour le navigateur que vous utilisez. Passez à Google Chrome, Firefox, Internet Explorer ou Safari 9+! Téléchargez Google Chrome