Equilibres électrochimiques

Présentation au sujet: "Equilibres électrochimiques"— Transcription de la présentation:

1 Equilibres électrochimiques
Equation de Nernst Spéciation - Diagramme de Pourbaix Transfert d’ions

2 Réaction Rédox Energie de Gibbs électrochimique de la réaction

3 Equation de Nernst Voltmètre à haute impédance d’entrée

4 Potentiel rédox formel
Potentiel rédox standard Potentiel rédox formel (standard apparent) Equation de Nernst

5 Mesure des potentiels rédox standard
Mesure directe avec une électrode à hydrogène Mesure avec une électrode de référence Mesure spectroélectrochimique Mesure ampérométrique Mesure par titrage rédox

6 Mesure directe avec électrode à hydrogène
Cu | Pt | H2 AgCl | Ag | Cu Conditions non standard HCl

7 Mesure directe Tension de cellule Produit de solubilité

8 Mesure directe Potentiel rédox standard du couple AgCl|Ag
Tension de cellule Mesure expérimentale

9 Exemple : Electrode au calomel

10 Mesure avec électrode de référence

11 Mesure spectroélectrochimique
Totalement réduit Totalement oxydé

12 Mesure spectroélectrochimique
Potentiel / V 0.875 (52 – 45)/(178 – 52) = 0.055 –1.255 0.900 (61 – 45)/(178 – 61) = –0.864 0.925 (80 – 45)/(178 – 80) = 0.357 –0.447 0.950 (117 – 45)/(178 – 117) = 1.80 0.072 0.975 (146 – 45)/(178 – 146) = 3.15 0.499

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15 Exercice A gauche 0.01 M d’Ag+, à droite 0.01 M d’Ag+
A gauche 1 M d’AgNO3 + NaCl à saturation, à droite 0.01 M d’Ag+

16 Pile Leclanché Présente dans tous les téléphones en 1880
(dans la caisse en bois) Utilisation intermittente à faible courant, e.g. lampe de poche

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18 Calculer la tension d’une cellule
Exercice Calculer la tension d’une cellule sachant que

19 Accumulateur au plomb Gaston Planté, 1859

20 LiS Battery The newest battery design. In theory, Lithium-Sulfur potentially offers over 50% more Watt-hours/liter than Lithium-Ion batteries, and over four times the Watt-hours/Kg. That allows for smaller, lighter, or longer lasting (pick two) portable devices. Those are theoretical maximums that have not yet been reached, but current Li-S batteries already have a better power/weight ratio than conventional Lithium Ion. The downside, however, is that currently Li-S offers only 150 recharge cycles to Lithium-Ion's 500. Sion (the company produces Li-S battery's) expects to get that number up to 300 by the end of the year. We'll have to wait to see the first Li-S battery in So this is a bit of future talk.

21 Piles à combustible

22 William Grove page 272 of the Philosophical Magazine and Journal of Science, 1843, with William Grove's letter "On the Gas Voltaic Battery." Philos. Mag., Ser. 3, 1839, 14, 127

23 Piles à combustible

24 Equilibres électrochimiques
Equation de Nernst Spéciation - Diagramme de Pourbaix Transfert d’ions

25 Diagramme de Pourbaix Diagramme de zone qui montre les zones de stabilité des espèces pour un degré d’oxydation et pour un pH donné Les frontières représentent les lignes d’équiconcentration Pour les frontières solide|liquide, il faut choisir une concentration arbitraire Marcel Pourbaix

26 Equilibre rédox des ions
pH E Fe3+ Fe2+ Fe2+ Fe

27 Equilibres acide|base
pH E Fe3+ Fe(OH)3 Fe2+ Fe(OH)2

28 Equilibres redox des hydroxydes
pH E Fe3+ Fe(OH)3 Fe2+ Fe(OH)2 Fe

29 Diagramme de Pourbaix du Fer
pH E Oxydation par ajout de base Fe3+ Fe(OH)3 Passivation par oxydation Fe2+ Fe(OH)2 Fe

30 En milieu naturel E Oxydation par l’eau Oxydation de l’eau
pH E Oxydation par l’eau Fe3+ Fe(OH)3 Oxydation de l’eau Fe2+ On néglige l’état d’oxydation +VI du fer Fe(OH)2 Fe

31 Equilibres électrochimiques
Equation de Nernst Spéciation - Diagramme de Pourbaix Transfert d’ions

32 Transfert d’ions I w I o Egalité des potentiels électrochimiques
En développant Equation de Nernst pour un transfert d’ions

33 Potentiel standard de transfert
Ion lipophile Energie de Gibbs de transfert Potentiel standard de transfert