Chapitre : Diagrammes EPH - Électrochimie

Introduction

Thème : Électrochimie
Chapitre : Diagrammes, 2ème partie sur les diagrammes de courbe
Objectif : Établir et superposer le diagramme EPH de l'eau et du zinc pour vérifier si le zinc se corrode en présence de l'eau
Méthodologie : Utilisation des diagrammes EPH pour écrire les réactions spontanées

Caractéristiques de l'eau :
- Acide et base (couples : OH⁻/H⁺)
- Oxydant et réducteur (couples : O₂/H₂O et H₂O/H₂)
Demi-réactions :
- Oxydation de l'oxygène (O₂ à H₂O)
- Réduction de l'eau (H₂O à H₂)
Équilibrage :
- Oxygène : O₂ (0) → H₂O (-2)
- Échange d'électrons : 4 électrons pour oxygène
Potentiel rédox :
- Potentiel standard O₂/H₂O : 1.23 V (à 1 bar)
- Potentiel couple H⁺/H₂ : 0 V
- Potentiel rédox couple H₂O/H₂ : calculé pour établir les pentes
Domaine de stabilité de l'eau :
- Intersection des domaines de stabilité indique la non-réaction

Espèces considérées :
- Zn solide, Zn²⁺, Zn(OH)₂ solide, Zn(OH)₄²⁻
Nombre d'oxydation :
- Zn (0), Zn²⁺ (+2), Zn(OH)₂ (+2), Zn(OH)₄²⁻ (+2)
Frontières acido-basiques :
- Déterminées par les constantes d'équilibre et la concentration de Zn
- pH entre Zn²⁺ et Zn(OH)₂ : 6.5
- pH entre Zn(OH)₂ et Zn(OH)₄²⁻ : 13.75
Frontières rédox :
- Potentiel entre Zn²⁺ et Zn solide : dépend de la concentration en Zn
- Calculé à divers pH (inférieur à 6.5, entre 6.5 et 13.75, supérieur à 13.75)

Domaine d'immunité :
- Zn solide ne réagit pas, protégé de la corrosion
Domaine de corrosion :
- Zn corrodé sous forme de Zn²⁺ indique dissolution
Domaine de passivation :
- Formation de Zn(OH)₂ protège contre la corrosion
Réactions rédox avec l'eau :
- En milieu acide (pH < 6.5) : Zn s'oxyde en Zn²⁺ et H₂
- En milieu basique (pH > 13.75) : Zn s'oxyde en Zn(OH)₄²⁻ et H₂
- En milieu neutre : Passivation par formation de Zn(OH)₂

Stabilité du zinc et de l'eau :
- Les domaines de stabilité du zinc et de l'eau sont disjoints, indiquant des réactions rédox continues
Prochain chapitre : Courbes IE pour finir le programme