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Chapitre 13 : Electrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
On peut remarquer que (Ag
+ + I ) represente en fait Agl, si bien que
Ton peut ecrire :
et
FE
Ag et Agl sont des solides purs et leur potentiel chimique se limite a
leur potentiel chimique standard. L'iode est gazeux dans la reaction qui
concerne la pile et son potentiel chimique depend aussi de sa pression.
On a done :
Le terme dependant des potentiels correspond, en fait, a la variation
d'enthalpie libre standard de formation de Agl a partir des elements, d'ou :
5 Conditions d'utilisation des piles a oxygene
Considerons un cas pratique qui est celui de la Zircone ZrO 2 . C'est un
isolant a temperature ambiante. Lorsque cet oxyde est porte a haute
temperature, deux processus peuvent creer des porteurs et le rendre conducteur.
a) La formation de defauts de Schottky :
Zr + 2V"
(constante d'equilibre K$)
b) L'ionisation intrinseque :
0 = e' + h"
(constante d'equilibre Kj)
Nous avons vu que si KQ » Kj, le processus a) 1'emporte sur le processus b) et le materiau est un conducteur ionique intrinseque. Mais, lorsque
la pression d'oxygene diminue, il y a depart d'oxygene et formation simultanee de lacunes anioniques et d'electrons suivant la reaction :
avec une dependance en P o de -1/6 pour la concentration en lacunes et
en electrons n. L'apparition de porteurs electroniques rend le
materiau conducteur mixte, avec une conduction electronique