Chimie · Prépa 2e année · 2 min de lecture
Courbes courant-potentiel et potentiel mixte
Passer de la thermodynamique à la cinétique électrochimique. Tracé et lecture d'une courbe intensité-potentiel : branche anodique et branche cathodique, potentiel d'équilibre, surtension à vide, système rapide et système lent, palier de diffusion imposé par le transport du réactif jusqu'à l'électrode. Prévision du fonctionnement d'un électrolyseur et d'une pile par superposition des courbes des deux électrodes : tension à vide, tension à appliquer, rendement faradique. Application à la corrosion humide : corrosion uniforme et corrosion galvanique par contact entre deux métaux, rôle du dioxygène dissous, passivation. Protections : revêtement, anode sacrificielle, protection par courant imposé, et le critère qui les distingue.
Chapitre du programme : Matériaux métalliques et corrosion
Bloc 1 sur 7 · Comprendre
Comprendre
Une courbe courant-potentiel décrit la réponse cinétique d'un système électrochimique, et pas seulement son équilibre thermodynamique. Le signe du courant dépend de la convention ; nous prenons positif le courant anodique d'oxydation et négatif le courant cathodique de réduction. Les courbes peuvent comporter activation, limitations de transport ou passivation.
Bloc 2 sur 7 · Approfondir
Approfondir
Pour un système à circuit ouvert où une oxydation et une réduction se compensent, le potentiel mixte satisfait . Le courant extérieur est nul, mais les courants partiels peuvent être non nuls : une corrosion reste possible. Le potentiel d'équilibre d'un couple seul et le potentiel mixte de plusieurs réactions ne sont donc pas interchangeables.
Bloc 3 sur 7 · Exemple
Exemple travaillé
Un modèle local fictif fournit, en milliampères avec en volts mesuré par rapport à une référence commune fixée pour ce modèle, et . La somme vaut ; l'annulation donne . À ce potentiel, et . La somme est zéro sans que chaque réaction soit arrêtée. Ces droites sont une approximation locale explicitement donnée, pas une loi universelle de corrosion.
Bloc 4 sur 7 · Visualiser
Visualiser le raisonnement
Le tableau présente les deux courants signés et leur somme au potentiel trouvé. L'intersection de leurs valeurs absolues correspond ici à la compensation, mais un tracé de courants signés doit être lu avec la bonne convention.
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Sources
- OpenStax Chemistry2e, 17-3-electrode-and-cell-potentials : https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/17-3-electrode-and-cell-potentials
- MIT10.626, cinétique électrochimique et Butler-Volmer : https://ocw.mit.edu/courses/10-626-electrochemical-energy-systems-spring-2014/resources/lecture-notes/
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