Electrolytes Fonction de distribution radiale Energies de solvatation-Cycle de Born Haber Modèle de solvatation de Born Interactions ion-ion - Modèle de Debye- Hückel Paires d’ions - Modèles de Bjerrum et de Fuoss

Structure de l’eau Dans un liquide, on ne peut considérer que l’ordre à court terme.

Mesure électrochimique Entropie de formation

Exemple : Potentiel standard rédox de Na + /Na Energie de Gibbs, entropie et enthalpie de formation Entropie:

Modèle de Born Décharge dans le vide Charge dans un diélectrique Transfert d’une sphère non-chargée

Travail de charge dq Sphère non chargée Ion Travail de charge d’une sphère Potentiel généré par une sphère chargée

Modèle de Born Décharge dans le vide Charge dans un diélectrique Transfert d’une sphère non-chargée Travail d’interaction ion-solvant

Influence du rayon

Influence de la permittivité

Validation expérimentale

Entropie d’interaction Ion- Solvant Entroprie Enthalpie Solution aqueuse

Structure de solvatation Ordre ionique - Désordre - Ordre du solvant

Temps de solvatation

Interactions ion-dipôles

Dipôle

Travail de dilution Contribution osmotique Contribution électrique Energie de Gibbs de la dilution

Théorie de Debye-Hückel Seules les forces électrostatiques sont prises en compte L’électrolyte est totalement dissocié Solvant = milieu diélectrique homogène continu Ions = Sphères rigides non polarisable Energie d’interaction électrostatique faible par rapport à l’énergie thermique

Statistique de Boltzmann La variation de population entre deux niveaux d’énergie dépend du travail pour passer d’un niveau à l’autre Travail

Le potentiel électrique créé par cet ion est Densité ionique Soit un ion pris comme origine de coordonnées sphériques La densité ionique dans une coquille d’épaisseur dr est

Densité volumique de charges Densité ionique - Potentiel nul à l’infini Densité volumique de charge Sion peut linéariser l’exponentielle

Approximation Co-volume d’un ion (sel 1:1) a / nm Pour une concentration de 0.01 M, on peut linéariser l’exponentielle

Relation charge-potentiel Charge volumique Electroneutralité Charge volumique Potentiel Constante Relation linéaire charge-potentiel

Théorème de la divergence Théorème de Gauss Flux du champ électrique sortant d’une surface Théorème de la divergence Green-Ostrograski

Equation de Poisson dans le vide Equation de Poisson diélectrique Champ électrique Laplacien En coordonnées sphériques

Equation différentielle Relation linéaire charge-potentiel Equation de Poisson Equation différentielle Identité Equation différentielle

Rappel de math Equation differentielle On pose On intègre soit Solution particulière On intègre Solution générale On remplace

Résolution de l’équation Equation differentielle Solution générale Conditions aux limites Electroneutralité

Calcul de C 1 Calcul de l’intégrale

Potentiel autour d’un ion

Atmosphère ionique Charge volumique Charge dans une coquille d’épaisseur dr

Charge dans une coquille Position du minimum

Distance réciproque de Debye Rayon moyen de l’atmosphère ionique

Distance d’écrantage Concentration Force ionique

Les ions occupent tout l’espace Les forces attractives isotropes résultent en une occupation totale de la solution, comme si les forces étaient répulsives.