Les piles électrochimiques
Vidéos : fabrication de piles http://domsweb.org/ecolo/piles.php
Calcul du potentiel standard d’une pile, E°pile Soit l’équation suivante: 2Na (s) + 2 H2O (l) → 2NaOH(aq) + H2(g) Équations des demi-réactions?
Oxydation Na(s) → Na+ + 1 e- Réduction 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)
Quels sont les potentiels de réduction correspondants? Na+ + 1 e- → Na(s) E°= -2,711V Anode 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) E°= -0,828V Cathode
Potentiel de la pile? E°pile = E°cathode - E°anode E°pile = -0,828V – (-2,711V) E°pile = 1,883 V
Réactions spontanées... Toute pile électrochimique a un potentiel positif. La réaction entre les deux réactifs à l’anode et la cathode est spontanée.
Réaction spontanée ou non?... Si pour une réaction rédox quelconque, on trouve que E°pile > 0 Alors réaction spontanée
Pourquoi? Rappel: selon la thermodynamique, une réaction était spontanée si... ∆G < 0 Et…. ∆G = ∆H - T∆S En électrochimie, une autre relation mathématique existe…
∆G = -nF E n: nombre de moles d’électrons F: constante de Faraday E: potentiel de la pile Ainsi: ∆G α –E Si E > 0 alors ∆G < 0 et la réaction est spontanée!!!
Exemple d’exercice de prédiction de spontanéité Livre p. 537 #3(a) Soit la réaction: 2FeI3(aq) → 2Fe(s) + 3I2(s) Demi-réactions? Fe3+ + 3e- → Fe(s) Réduction 2I-→ I2(s) + 2 e- Oxydation
Potentiel ? réaction non-spontanée E°pile = E°cathode - E°anode E°pile = E° Fe3+ - E°I2 E°pile = -0,037V – 0,536V E°pile = -0,573 V E°pile < 0 réaction non-spontanée
La corrosion Une réaction spontanée...
Corrosion = pile électrochimique? users.skynet.be/chr_loockx_sciences/corrosion.htm
« pile - corrosion »
Composantes de la « pile corrosion » Électrodes: Fer et suie (carbone) Électrolyte: eau (salée ou acide) Substance oxydée: Fer (au autre métal) Substance réduite: oxygène
Spontanéité de la corrosion L’oxydation de la plupart des métaux est spontanée. (exception: l’or) E°pile = E°oxygène - E°métal E°pile > 0
Prévention de la corrosion Éliminer le contact entre l’oxygène, l’eau et le métal. Ajouter un agent réducteur plus fort que le fer Lecture: p.548-549