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Les piles électrochimiques

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Les piles électrochimiques

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  1. Les piles électrochimiques

  2. Vidéos : fabrication de piles • http://domsweb.org/ecolo/piles.php

  3. 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?

  4. Oxydation • Na(s) → Na+ + 1 e- • Réduction • 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)

  5. 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

  6. Potentiel de la pile? • E°pile = E°cathode - E°anode • E°pile = -0,828V – (-2,711V) • E°pile = 1,883 V

  7. Réactions spontanées... • Toute pile électrochimique a un potentiel positif. • La réaction entre les deux réactifs à l’anode et la cathode est spontanée.

  8. Réaction spontanée ou non?... • Si pour une réaction rédox quelconque, on trouve que • E°pile > 0 • Alors réaction spontanée

  9. Pourquoi? • Rappel: selon la thermodynamique, une réaction était spontanée si... • ∆G < 0 • Et…. ∆G = ∆H - T∆S • En électrochimie, une autre relation mathématique existe…

  10. ∆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!!!

  11. 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

  12. Potentiel ? • 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

  13. La corrosionUne réaction spontanée...

  14. Corrosion = pile électrochimique? • users.skynet.be/chr_loockx_sciences/corrosion.htm

  15. « pile - corrosion »

  16. Composantes de la « pile corrosion » • Électrodes: Fer et suie (carbone) • Électrolyte: eau (salée ou acide) • Substance oxydée: Fer (au autre métal) • Substance réduite: oxygène

  17. 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

  18. 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