Chapitre d’ouvrage

5. Courbes intensité potentiel en régime stationnaire

Pages 91 à 109

Citer ce chapitre


  • Miomandre, F.,
  • Sadki, S.,
  • Audebert, P.
  • et Méallet-Renault, R.
(2014). 5. Courbes intensité potentiel en régime stationnaire. Électrochimie : Des concepts aux applications (3e éd., p. 91-109). Dunod. https://stm.cairn.info/electrochimie--9782100712342-page-91?lang=fr.

  • Miomandre, Fabien.,
  • et al.
« 5. Courbes intensité potentiel en régime stationnaire ». Électrochimie Des concepts aux applications, Dunod, 2014. p.91-109. CAIRN.INFO, stm.cairn.info/electrochimie--9782100712342-page-91?lang=fr.

  • MIOMANDRE, Fabien,
  • SADKI, Saïd,
  • AUDEBERT, Pierre
  • et MÉALLET-RENAULT, Rachel,
2014. 5. Courbes intensité potentiel en régime stationnaire. In : Électrochimie Des concepts aux applications. Paris : Dunod. Sciences Sup, p.91-109. URL : https://stm.cairn.info/electrochimie--9782100712342-page-91?lang=fr.

Notes

  • [1]
    Le transport de matière est généralement un phénomène spatial, procédant par diffusion, migration, convection. On peut toutefois généraliser l’approche utilisée au cas d’un phénomène temporel (dissolution ou accumulation progressive d’une quantité de matière à l’électrode par exemple) en parlant de transfert de matière.
  • [2]
    On peut faire l’analogie avec un circuit électrique dans lequel les éléments constitutifs sont placés en série : le flux de charge (i.e. le courant) global est alors le même dans chaque élément.
  • [3]
    Cette approximation se justifie car les coefficients de diffusion de O et R sont proches, dès lors que ces espèces ont des rayons hydrodynamiques voisins, d’après l’équation de Stokes-Einstein.
  • [4]
    Ce raisonnement est identique à celui utilisé pour les équilibres chimiques en phase homogène, lorsque les réactions directe et inverse sont toutes les deux rapides : on applique alors directement la relation de Guldberg et Waage.
  • [5]
    E=E1/2 pour i=(iℓ,a+iℓ,c)/2 dans le cas où O et R sont tous deux présents.
  • [6]
    J. Tafel (1862-1918), chimiste allemand. L’approximation de Tafel peut être considérée comme valide lorsque la contribution de la réaction inverse est inférieure à 1 % de celle de la réaction principale, soit |η| > 120 mV à 25 °C.
  • [7]
    La pente au voisinage du potentiel de demi-vague est environ deux fois plus faible pour α ≈ 0,5.

Après avoir passé successivement en revue les aspects thermodynamique, cinétique et de transport de matière liés à la réaction électrochimique, nous allons au cours de ce chapitre examiner l’influence mutuelle de ces phénomènes sur la cinétique globale de la réaction. Nous allons ainsi être amenés à distinguer un certain nombre de cas limites, selon que le phénomène qui impose sa vitesse est le transport de matière (systèmes réversibles) ou le transfert de charge à l’interface (systèmes quasi-réversibles ou irréversibles). Pour chaque cas limite, nous montrerons comment l’on peut obtenir simplement l’expression mathématique et les caractéristiques morphologiques de la courbe intensité-potentiel associée.
La réaction électrochimique globale, symbolisée par l’écriture : v_{O} O+n e^{-} {\rightleftarrows} v_{\mathrm{R}} R combine en réalité deux phénomènes de natures et de vitesses différentes :le transfert de charge (TC) à l’interface (l’échange électronique proprement dit), dont les caractéristiques ont été décrites au chapitre 3 ;le transport de matière (TM), qui permet « l’approvisionnement » en réactif à l’électrode et « l’évacuation » du produit formé à l’électrode, et dont les caractéristiques ont été décrites au chapitre 4.Ces deux phénomènes interviennent de manière successive au cours de la réaction électrochimique, comme l’illustre le schéma de la figure 5.1 ; on a ainsi un processus « en série », où les deux phénomènes présentent a priori des constantes de vitesse différentes, que l’on noter…


Date de mise en ligne : 11/08/2023

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