EXERCICES
313
– Courbe (3) : oxydation très lente, surtension très élevée, pas de réduction possible
de Ni 2+ .
Données à 298 K : Masse molaire : M Ni = 58,71.10 −3 kg·mol −1 .
Constante de FARADAY : F = 96 490 C·mol −1 .
Masse volumique du nickel métallique : ρ Ni = 8,90.10 3 kg·m −3 .
9.3 Corrosion du zinc en milieu acide (Centrale PSI 2003) (###)
1. Donner l’allure de la courbe densité de courant-potentiel ( j, E) pour l’oxydation
et la réduction du couple Zn 2+ /Zn. Ce système est rapide. Le potentiel standard du
couple Zn 2+ /Zn(s) est égal à −0,76 V et on prendra la concentration initiale d’ions
zinc(II) égale à 1 mol·L −1 .
2. La courbe intensité-potentiel du couple H + /H 2 (g) dépend-elle du métal de l’électrode utilisée ? Expliquer succinctement pourquoi.
3. On envisage l’oxydation du zinc par les ions H + . Écrire l’équation de la réaction.
Que peut-on dire de cette oxydation par des considérations thermodynamiques ?
(E ◦ = 0,00 V pour H + /H 2 (g)).
Pour des valeurs suffisamment importantes de la valeur absolue de la densité de courant anodique | j a | (respectivement de la valeur absolue de la densité de courant cathodique | j c |), on peut écrire :
j a = A a exp (b a E)
et
j c = −A c exp (−b c E) .
La constante b a (resp. b c ) est positive et caractéristique de l’oxydant (resp. du réducteur). Les constantes A a et A c sont positives et dépendent en outre des activités de
l’oxydant et du réducteur.
4. On envisage un phénomène de corrosion uniforme, observée quand une lame de
zinc trempe dans une solution acide. On admet alors que les surfaces des électrodes
sont égales pour l’oxydation et la réduction.
4.a. Quelle est la relation entre les intensités anodique et cathodique ? Que peut-on
en conclure pour les densités de courant anodique et cathodique ?
4.b. Une étude expérimentale a permis d’obtenir les lois suivantes, reliant la densité
de courant (en A·cm −2 ) et le potentiel d’électrode E (en V) mesuré par rapport à
l’ESH :
oxydation du zinc : E = 0, 0774 log ( j a ) − 0, 1956
reduction de H
+ sur zinc : E = −0, 0780 log (| j c |) − 0, 778.
Calculer la densité de courant de corrosion j corr et le potentiel de corrosion E corr .
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– Courbe (3) : oxydation très lente, surtension très élevée, pas de réduction possible
de Ni 2+ .
Données à 298 K : Masse molaire : M Ni = 58,71.10 −3 kg·mol −1 .
Constante de FARADAY : F = 96 490 C·mol −1 .
Masse volumique du nickel métallique : ρ Ni = 8,90.10 3 kg·m −3 .
9.3 Corrosion du zinc en milieu acide (Centrale PSI 2003) (###)
1. Donner l’allure de la courbe densité de courant-potentiel ( j, E) pour l’oxydation
et la réduction du couple Zn 2+ /Zn. Ce système est rapide. Le potentiel standard du
couple Zn 2+ /Zn(s) est égal à −0,76 V et on prendra la concentration initiale d’ions
zinc(II) égale à 1 mol·L −1 .
2. La courbe intensité-potentiel du couple H + /H 2 (g) dépend-elle du métal de l’électrode utilisée ? Expliquer succinctement pourquoi.
3. On envisage l’oxydation du zinc par les ions H + . Écrire l’équation de la réaction.
Que peut-on dire de cette oxydation par des considérations thermodynamiques ?
(E ◦ = 0,00 V pour H + /H 2 (g)).
Pour des valeurs suffisamment importantes de la valeur absolue de la densité de courant anodique | j a | (respectivement de la valeur absolue de la densité de courant cathodique | j c |), on peut écrire :
j a = A a exp (b a E)
et
j c = −A c exp (−b c E) .
La constante b a (resp. b c ) est positive et caractéristique de l’oxydant (resp. du réducteur). Les constantes A a et A c sont positives et dépendent en outre des activités de
l’oxydant et du réducteur.
4. On envisage un phénomène de corrosion uniforme, observée quand une lame de
zinc trempe dans une solution acide. On admet alors que les surfaces des électrodes
sont égales pour l’oxydation et la réduction.
4.a. Quelle est la relation entre les intensités anodique et cathodique ? Que peut-on
en conclure pour les densités de courant anodique et cathodique ?
4.b. Une étude expérimentale a permis d’obtenir les lois suivantes, reliant la densité
de courant (en A·cm −2 ) et le potentiel d’électrode E (en V) mesuré par rapport à
l’ESH :
oxydation du zinc : E = 0, 0774 log ( j a ) − 0, 1956
reduction de H
+ sur zinc : E = −0, 0780 log (| j c |) − 0, 778.
Calculer la densité de courant de corrosion j corr et le potentiel de corrosion E corr .