TD 7 : les courbes intensité-potentiel -2-

!"#$%&'%($ )*+,+-$
TD#7!:"les$courbes$intensité"potentiel("2"!
Exercice 1 : électrolyse d’une solution de chlorure de
sodium
!
.-$/+)*012-$-34$521/6+4$572$80-)421093-$/:6;-$31064+1;$7<6-63-$)1;)-;428-$/-$)*01262-$/-$
31/+6,$=07$376,62->?$@-00-A)+$/1+4$B42-$427+48-$528707C0-,-;4$D$0:7+/-$/-$)72C1;74-$16$/-$
)*01262-$ /-$ C7296,$ 7E+;$ /:80+,+;-2$ 0-3$ +1;3$ 360E74-3F$ 56+3$ D$ 0:7+/-$ /-$ 316/-$ -4$ /-$
)72C1;74-$ /-$ 31/+6,$ 5162$ 80+,+;-2$ 0-3$ +1;3$ )70)+6,F$ ,7G;83+6,$ -4$ 7642-3$ +1;3$
,84700+<6-3$GB;7;43?$
#0$-H+34-$/+EE82-;43$521)8/83$I$
!$)-0060-3$D$/+75*27G,-3F$;1;$846/+8-3$/7;3$)-$521C0J,-F$
!$)-0060-3$D$,-,C27;-3F$
!)-0060-3$D$)74*1/-$/-$,-2)62-?$
$
Données':'
!14-;4+-03$347;/72/$KL$D$M(L@$-4$D$5N$O$P$$
!$KL=QM'NMQ>O$%FMRS$$
!$KL=@0M'@0A>$O$%FRT$S$$
!$KP=NU'NM>$O$PFPP$S$$
!$KL=V7U'V7>$O$AMFW%$S?$
'

A*'Etude'préliminaire$
%? X:752J3$ 0-3$ Y70-623$ /-3$ 514-;4+-03$ 347;/72/F$ <6-00-3$ 31;4$ 0-3$ /-,+A8<674+1;3$
/:1H9/128/6)4+1;$5133+C0-3$D$0:7;1/-$Z$D$07$)74*1/-$Z$
$
M? [$ <6-00-$ 287)4+1;$ /:1H9/128/6)4+1;$ 516227+4A1;$ 3:744-;/2-$ 76$ )1623$ /-$
0:80-)421093-$ -;$ 0:7C3-;)-$ /-$ 3624-;3+1;$ 76$ ;+Y-76$ /-3$ 80-)421/-3$ Z$ @70)60-2$ 07$
)1;347;4-$/:8<6+0+C2-$/-$)-44-$287)4+1;?$
'
B*'Procédé'à'cellules'à'membrane$
\;$3)*8,7$/-$52+;)+5-$/:6;-$)-0060-$D$,-,C27;-F$D$)1,5084-2F$-34$2-5283-;48$)+A752J3$I$
$
$
Figure'1':'schéma'de'principe'du'procédé'à'cellule'à'membrane'
$
.-3$ 7;1/-3$ 31;4$ /-$ 495-$ X"[$ =X+,-;3+1;7009$ "47C0-3$ [;1/-3>$ -;$ 4+47;-$ 2-)16Y-24$
/:1H9/-3$/-$4+47;-$-4$/-$264*8;+6,F$0-3$)74*1/-3$31;4$-;$;+)]-0?$.7$3857274+1;$-;42-$0-3$
)1,5724+,-;43$ )74*1/+<6-3$ -4$ 7;1/+<6-3$ -34$ )1;34+468-$ /-$ ,-,C27;-3$ )74+1;+<6-3$
=5-2,87C0-3$ 76H$ )74+1;3>$ 42J3$ 5-6$ )1;/6)42+)-3?$ @-3$ ,-,C27;-3$ 31;4$ /-3$ 5109,J2-3$
5-2E06121360E1;+<6-3$=$V7E^1;_>$16$5-2E06121)72C1H90+<6-3$=`0-,+1;_$>?$
Q;$1C4+-;4$0-3$)162C-3$/-;3+48$/-$)1627;4A514-;4+-0$36+Y7;4-3$I$
$

$
$
R? a6-00-$-34$07$287)4+1;$<6+$7$-EE-)4+Y-,-;4$0+-6$/7;3$)-$521)8/8$5162$6;-$Y70-62$/-$
/-;3+48$/-$)1627;4$;:-H)8/7;4$573$0-3$0+,+4-3$/6$427)8$/-3$)162C-3$Z$
$
&? [$0:7+/-$/-3$)162C-3$/-;3+48$/-$)1627;4A514-;4+-0F$/1;;-2$6;$;1,$D$)*7)6;-$/-3$
)73-3$;6,82148-3$/-$%$D$b$/6$3)*8,7$/-$52+;)+5-?$
.7$/-;3+48$/-$)1627;4$c$64+0+38-$/7;3$)-$521)8/8$-34$8G70-$D$&$][?,AM$?$
(? !162<61+$528EJ2-A4A1;$64+0+3-2$07$/-;3+48$/-$)1627;4$5064d4$<6-$0:+;4-;3+48$Z$a6-00-$
-34$ 07$ Y70-62$ /-$ 07$ 4-;3+1;$ 7550+<68-$ 76H$ C12;-3$ /-$ 0:80-)421093-62$ 5162$ )-$
521)8/8$Z$
.-$/+)*012-$521/6+4$3124$/-3$)-0060-3$D$TP$L@?$#0$-34$374628$ -;$ Y75-62$/:-76?$#0$-34$/1;)$
2-E21+/+$ =)1;/-;374+1;$ /-$ 07$ ,7c-62-$ 5724+-$ /-$ 07$ Y75-62$ /:-76>$ 56+3$ 38)*8$ 7Y-)$ /-$
0:7)+/-$ 360E62+<6-$ )1;)-;428$ /7;3$ /-3$ 41623$ D$ G72;+337G-?$ .-$ /+)*012-$ -34$ 427;351248$
0+<68E+8F$)1,52+,8$D$RF($C72?$
$
Exercice 2 : obtention et stabilité de l’étain
$
Première'technique''
'
Potentiels'standard'rédox'E°'(V)'pour'cette'partie'
";MU$'$";=3>$I$KL$O$A$PF%&$S$
[GU$'$[G=3>$I$KL$O$PFbP$S$
NMQ$'$NM=G>$I$KL$O$PFPP$S$
QM=G>$'$NMQ$I$KL$O$%FMR$S$
$
MFR?ef'`$O$PFPg$S$D$MTb$h?$
$
Surtensions'cinétiques''(V)'
"62$847+;$I$$";MU$'$";=3>$I$275+/-$$$$

[GU$'$[G=3>$I$275+/-$
NMQ$'$NM=G>$I$A$%$S$
QM=G>$'$NMQ$I$U$%$S$
$
$
!72$5921,8470062G+-F$1;$1C4+-;4$/-$0i847+;$+,562$=07$52+;)+570-$+,562-48$-34$[G>$<6-$0i1;$
5-64$ 562+E+-2$ 572$ 80-)421093-$ D$ 7;1/-$ 3106C0-?$ .i80-)421094-$ -34$ 6;-$ 31064+1;$ /i-76$
7)+/608-$=NM"Q&F$5NOR>F$)1;4-;7;4$/6$360E74-$347;;-6H$=";"Q&$PFP%$,10?.A%>?$K;$31064+1;$
7<6-63-F$0-3$+1;3$360E74-$31;4$80-)421+;-24-3?$.7$)74*1/-$-34$6;-$E-6+00-$,+;)-$/i847+;$562?$
.i7;1/-$-34$6;$C722-76$/i847+;$C264$=+,562-48$[G>$D$562+E+-2?$
$
%> K)2+2-$4164-3$0-3$8<674+1;3$5133+C0-3$76H$80-)421/-3?$
$
M> !07)-2$0-3$)162C-3$+;4-;3+48A514-;4+-0$-;$4-;7;4$)1,54-$/6$5NF$/-3$/1;;8-3$2-/1H$
-4$/-3$ 3624-;3+1;3$ )+;84+<6-3?$On'prendra'une'activité'égale'à'1'pour'les'espèces'
dont'on'ne'précise'pas'la'concentration'ou'la'pression'partielle.'
'R> @1;)062-$362$07$287)4+1;$/i80-)421093-?$j634+E+-2$70123$0-$;1,$/i80-)421093-$D$7;1/-$
3106C0-F$-4$528)+3-2$)-$<6-$/-Y+-;4$0i+,562-48$[G$)1;4-;6$/7;3$0-$C722-76$C264?$
$
$
Seconde'technique''
'
Potentiels'standard'rédox'E°'(V)'pour'cette'partie'
";&U$'$";=3>$I$KL$O$PFPP($S$
[GU$'$[G=3>$I$KL$O$PFbP$S$
NMQ$'$NM=G>$I$KL$O$PFPP$S$
QM=G>$'$NMQ$I$KL$O$%FMR$S$
$
MFR?ef'`$O$PFPg$S$D$MTb$h?$
$
Surtensions'cinétiques''(V)'
"62$501,C$I$$";&U$'$";=3>$I$275+/-$$$$
[GU$'$[G=3>$I$275+/-$
NMQ$'$NM=G>$I$A$%$S$
"62$706,+;+6,$I$$QM=G>$'$NMQ$I$U$P$FW$S$
$
\;-$7642-$4-)*;+<6-$5133+C0-$)1;3+34-$D$427;3E12,-2$";QM$572$0+H+Y+74+1;$7)+/-$=NM"Q&>$
-;$";&U$/-$)1;)-;4274+1;$PF%$,10?.A%$=+,562-48$I$[GU$D$%k>$56+3$D$2870+3-2$0i80-)421093-$/-$
07$31064+1;$360E62+<6-$=5NOR>?$
$
&> X8E+;+2$6;-$0+H+Y+74+1;$/7;3$0-$)73$G8;8270?$
$
(> !28)+3-2$0-3$;16Y-00-3$287)4+1;3$5133+C0-3$76H$80-)421/-3$=7;1/-$-;$706,+;+6,F$[0$
;1;$80-)4217)4+EF$-4$)74*1/-$-;$501,C>?$
$g> f27)-2$0-3$)162C-3$+;4-;3+48A514-;4+-0?$
$W> j634+E+-2$ +)+$ 07$ ;8)-33+48$ /i6;-$ )8,-;474+1;$ =07$ /8E+;+2$ /7;3$ 0-$ )73$ G8;8270>$
528707C0-$5162$80+,+;-2$[GU?$
$b> !28)+3-2$70123$07$287)4+1;$/i80-)421093-$-4$-34+,-2$07$4-;3+1;$;8)-337+2-?$

$
Exercice 3 : nickelage électrochimique
$
Le nickelage de pièces en fer ou en acier est utilisé pour protéger celles-ci de la corrosion ;
on distingue le nickelage chimique et le nickelage électrochimique.
Le nickelage électrochimique
Q;$ 2870+3-$ 6;$ /85d4$ 80-)421094+<6-$ /-$ ;+)]-0$ D$ 5724+2$ /i6;-$ 31064+1;$ /i+1;3$ ;+)]-0$ /-$
)1;)-;4274+1;$%FP$,10?.A%?$
.7$31064+1;$64+0+38-$7$6;$5N$O$&FP$l$0-$514-;4+-0$+,5138$0123$/-$0i80-)421093-$D$07$)74*1/-$
-34$;148$K)74*?$
$
K;$E7+4F$/-6H$287)4+1;3$31;4$1C3-2Y8-3$D$07$)74*1/-$0123$/-$)-44-$158274+1;?$.7$/-;3+48$/-$
)1627;4$41470$-34$c$O$(FP$[?/,AM$=Q;$2755-00-$<6-$c$-34$3+,50-,-;4$07$Y07-62$/-$+$27551248-$
D$0i6;+48$/-$362E7)-$/-$0i80-)421/->?$.7$3624-;3+1;$ηV+$/-$/85d4$/6$;+)]-0$-34$/1;;8-$572$
6;-$2-074+1;F$755-08-$2-074+1;$/-$f7E-0$I$
ηV+$O$A$PF%(?.1G|cV+|m$PFR%$
$
7Y-)$ηV+$-;$Y104$=S>$-4$cV+$-;$7,5J2-$572$/8)+,J42-A)7228$=[?$/,AM?>$
$
Q;$7/,-4427$<6-$07$3624-;3+1;F$D$)1627;4$;60F$/6$)1650-$NU'NM$-34$;600-$362$0-$;+)]-0?$
$
1.'K)2+2-$0-3$8<674+1;3$/-3$/-6H$287)4+1;3$80-)421)*+,+<6-3$<6+$1;4$0+-6$D$07$)74*1/-?$
2.$e755-0-2F$ -;$ 3i7+/7;4$ 8Y-;46-00-,-;4$ /i6;$ 3)*8,7F$ 07$ /8E+;+4+1;$ /-$ 07$ 3624-;3+1;$
)74*1/+<6-$2-074+Y-$76$;+)]-0?$f27)-2$0-$G275*-$cV+$O$E=K)74*>$5162$07$28/6)4+1;$/6$;+)]-0$
5162$|cV+|$)1,52+3$-;42-$P$-4$($[?/,AM?$
$
Echelles'imposées':'M$),$5162$PF%S$-;$7C3)+33-$-4$%$),$5162$%$[?/,AM$-;$12/1;;8-?$
$
3.'.-$514-;4+-0$)74*1/+<6-$-34$E+H8$D$07$Y70-62$K)74*$O$A$PFg($S?$
$
3.1.'X84-2,+;-2$07$Y70-62$/-$07$/-;3+48$/-$)1627;4$2-074+Y-$76$/85d4$/-$;+)]-0$cV+$/7;3$)-3$
)1;/+4+1;3?$
$
3.2.' K;$/8/6+2-$0-$2-;/-,-;4$)74*1/+<6-$/6$/85d4$/-$;+)]-0?$!162<61+$;i-34$A$+0$573$/-$
%PP$k$Z$
$
3.3.' @70)60-2$ 70123$ 07$ Y+4-33-$ /6$ /85d4$ /-$ ;+)]-0F$ S/$ F$ -;$ ,+)21,J42-3$ 572$ ,+;64-3$
=n,?,+;A%>$
Données numériques
o$Nickel':$;6,821$741,+<6-$p$O$Mb$-4$,733-$,107+2-$741,+<6-$q$O$(bFgT$G?,10A%?$
$ $ $$$$$q733-$Y106,+<6-$I$ρ$O$bFT$G?),AR$
o$Carbone':$;6,821$741,+<6-$p$O$g?$$
$o$Azote':$;6,821$741,+<6-$p$O$W?$
$o$Oxygène':$;6,821$741,+<6-$p$O$b?$
o$Potentiels'standard'redox'E°'(V)'à'pH'='0$I$