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Présentation du Cours Electrochimie
Introduction
L’électrochimie comprend toutes technologies et techniques issues de ses travaux scientifiques, comme les travaux concernant l’électrolyse, la corrosion, les piles, les piles à combustibles, les accumulateurs, et l’électrodéposition.
L’électrochimie s’intéresse à des systèmes hétérogènes comportant aux deux extrémités des matériaux conducteurs électroniques comme des métaux ou du carbone ; et entre ces deux conducteurs, au moins un matériau conducteur ionique qualifié d’électrolyte, qui peut être sous forme liquide ou sous forme de gel1. L’amélioration des performances des anodes et cathodes, et certaines formes de catalyse intéressent aussi ce domaine.
Il y a deux catégories de piles.
✓ Les piles dites impolarisables, dont le fonctionnement ne modifie pas les extrémités de la chaîne.
✓ Les piles dites à dépolarisant, on évite la formation d’hydrogène au pôle positif en utilisant à ce pôle un système redox de tension plus élevée que celle de l’électrode à hydrogène.
La loi d’action de masse exprimée, au moyen des concentrations ne constitue, qu’une première approximation, valable tant que les concentrations restent faibles.
Cette approximation revient à admettre que les interactions entre particules élémentaires de l’électrolyte sont nulles.
Le physico – chimiste américain Lewis a montré, à partir de 1901 qu’on peut tenir compte des interactions entre particules, en remplaçant dans la loi d’action de masse et dans les relations qui en dérivent les concentrations des particules par une nouvelle grandeur thermodynamique « l’activité »
Plan du Cours
I. Thermodynamique électrochimique
- Piles et accumulateurs
- Généralités : définitions, thermodynamique des piles
- Piles chimiques complexes
- Accumulateurs
- Piles de concentration
- Piles à combustibles
II. Cinétique électrochimique :
- Courbes de polarisation
- Processus d’électrodes, vitesse de réaction électrochimique.
- Courbes de polarisation : systèmes rapide et lent, domaine d’électro activité, polarisation des électrodes, mécanismes des réactions électrochimiques, types de surtension.
- Lois fondamentales de la cinétique électrochimique
- Théorie de la surtension d’activation
- Expressions dérivées de l’équation courant –potentiel
- Cinétique sous contrôle de transfert de charge, loi de Tafel
- Transport de matière
- Modes de transport de masse
- Processus de migration, diffusion et convection
- Cinétique électrochimique en régime de diffusion et en régime mixte.
- Transport de masse à l’état stationnaire
- Régime pur de diffusion
- Surtension de diffusion
- Cinétique en régime mixte : Correction de la diffusion
III. Applications
Coulométrie – Titrages potentiométriques et ampérométriques – Notions de corrosion – Diagramme d’Evans – Piles et accumulateurs – Biocapteurs – Electrochimie en milieu non aqueux.
Travaux pratiques :
Polarisation des électrodes — Etude de la formation d’hydrogène sur différents métaux Potentiométrie: détermination de constantes d’équilibre – Etude de la surtension et détermination de vitesse de corrosion – Utilisation d’électrodes spécifiques
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