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Chapitre 13 : Electrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
Si Ton evite le transfert d'oxygene entre les deux electrodes, la fern de
la pile reste constante dans le temps et aucim courant ne circule dans le
circuit exterieur. Le systeme est dans un regime stationnaire. En effet,
les porteurs de charges dans 1'electrolyte solide sont les ions O
2 ~ susceptibles de se mouvoir sous Faction de deux forces : V//(O 2 ), impose par les
deux electrodes, et V, resultant du couplage. Si aucun courant ne circule, c'est parce que ces deux forces se compensent et Ton a :
Dans un electrolyte solide place dans une pile a Vequilibre, le gradient
de potentiel electrochimique de I'ion responsable de la conduction ionique
est nul.
A chaque interface electrode-electrolyte, on peut considerer un equilibre virtuel :
electrode
electrolyte
2e- + O
=
O
2
-
atome d'oxygene
ion oxygene
lie au reseau
migrant
On montre que la condition d'equilibre est alors :
On remarque que c'est la condition d'equilibre deja vue : Sv^ = 0,
avec les potentiels electrochimiques qui remplacent les potentiels chimiques des especes migrantes chargees (electrons et ions). Get equilibre
est realise aux deux interfaces avec les deux equilibres virtuels correspondants, d'ou :
et
En portant ces deux expressions dans la relation (13.11) et en raison de la Constance du potentiel electrochimique des ions oxygene, on
obtient :
En ecrivant la condition d'equilibre entre 1'oxygene dans chacun des
reseaux d'electrode et 1'oxygene dans le gaz en equilibre avec 1'electrode
correspondante, on a :
O (solide) = 1/2 O 2 (gaz)