Courbes intensité – potentiel

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1 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques 1) Introduction

2 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques 1) Introduction 2) La surtension

3 Cellule électrochimique d’étude
Pont salin 2 Pt  [H+] = 1 mol.L–1 Red, Ox « Référence » ESH « Étude » e = E(Ox/Red) = Ee

4 Cellule électrochimique d’étude
Pont salin 2 Pt  – + [H+] = 1 mol.L–1 Red, Ox « Référence » ESH « Étude »

5 Convention d’orientation
L’intensité I du courant électrique traversant l’interface conducteur-solution est orientée algébriquement dans le sens conducteur  solution

6 Anode – Cathode Oxydation Anode Réduction Cathode Ox e– = Ox e– Red =

7 Cellule électrochimique d’étude
Pont salin 2 Pt  – + [H+] = 1 mol.L–1 Red, Ox « Référence » ESH « Étude » e = E(Ox/Red) = Ee I

8 Courbe anodique I E Ee Red  Ox I E Ee Red  Ox Courbe cathodique

9 Surtension  a(IM) EOx/Red I E E(M) I(M) M

10 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques 1) Introduction 2) La surtension 3) Lien entre vitesse et intensité

11 Vitesses de réaction

12 Rappel L’intensité I du courant électrique traversant l’interface conducteur-solution est orientée algébriquement dans le sens conducteur  solution

13 Anode – Cathode Oxydation Anode Réduction Cathode Ox e– = Ox e– Red =

14 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques II) Allures des courbes intensité-potentiel 1) Montage expérimental des 3 électrodes

15 Montage des 3 électrodes
I mV Générateur G mA E.réf. E.T. C.E. Umes

16 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques II) Allures des courbes intensité-potentiel 1) Montage expérimental des 3 électrodes 2) Systèmes rapides et systèmes lents

17 Système rapide I E Ee Red  Ox Red  Ox

18 Système lent Ee E I Red  Ox Red  Ox c0 a0

19 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques II) Allures des courbes intensité-potentiel 1) Montage expérimental des 3 électrodes 2) Systèmes rapides et systèmes lents 3) Influence de la nature de l’électrode

20 Surtensions cathodiques de seuil du couple H+/H2
Métal de l’électrode Pt platiné Pt poli Fe C Zn Hg c0 (en V) – 0,01 – 0,1 – 0,4 – 0,5 – 0,8 – 1,4 Type rapide Lent très lent Surtensions anodiques de seuil du couple O2/H2O Métal de l’électrode Pt Ti2O3 PbO2 a0 (en V) 0,2 0,3 0,6 Type lent

21 Courbes intensité – potentiel
I) Cinétique des réactions électrochimiques II) Allures des courbes intensité-potentiel 1) Montage expérimental des 3 électrodes 2) Systèmes rapides et systèmes lents 3) Influence de la nature de l’électrode 4) Palier de diffusion

22 Différents transferts de matière
La migration : Déplacement des ions sous l’action d’un champ électrique ou d’une différence de potentiel

23 Différents transferts de matière
La convection : Déplacement de matière dû à une hétérogénéité de masse volumique ou à une agitation mécanique

24 Différents transferts de matière
La diffusion : Déplacement de matière dû à une hétérogénéité de concentration

25 Paliers de diffusion Palier dû à la diffusion de Fe2+
IDa IDc I E Fe2+  Fe3+ Fe2+  Fe3+ Pt

26 Palier dû à la diffusion de Mn+
Palier de diffusion I E M(s)  Mn+ sur M(s) M(s)  Mn+ M(s) IDc Palier dû à la diffusion de Mn+

27 Vagues successives Red1  Ox1 Ia    et Red2  Ox2   Red2  Ox2
Ee2  Red1  Ox1 Ee1 

28 Domaine d’électro-inactivité de l’eau
Domaine d’électroactivité d’un électrolyte Domaine d’électro-inactivité de l’eau 1,23 pH = 0 I E  1,7 V H2  H+ H2O  O2

29 Mur du solvant I pH = 0 H2O  O2 Red  Ox Réduction non visible E
1,23 H2O  O2 Oxydation non visible Réduction non visible I E pH = 0 Red  Ox H2  H+