508
Chapitre 13 : Electrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
Supposons que les electrons arrivent par Pelectrode (2). Les reactions
successives qui se produisent aux interfaces sont les suivantes (figure
13.13) :
- interface a : 2e~ + O (du reseau oxygene de FeO) — » O
2 ~ (reduction
de FeO en Fe) ;
- interface b : O
2 ~ — > O (du reseau oxygene de TiO 2 ) 4- 2e~ (oxydation
de TiO 2 _ x ).
Dans TiO 2 _ x , circulent simultanement les ions et les electrons, mais les
electrons sont arretes par la zircone a 1'interface c, d'ou les reactions :
- interface c : O (du reseau oxygene de TiO 2 ) + 2e~ — > O
2
~ (reduction
de TiO 2 _ x ) ;
- interface d : O
2 ~ — » 2e~ + O (du reseau oxygene de FeO) (oxydation
du fer).
On a done :
Le couple Fe-FeO est aussi un conducteur electronique, en meme
temps qu'il impose une pression d'oxygene constante, si bien que :
- d'une part :
ou E1 5 et E1 6 sont les couples Fe-FeO utilises comme electrodes en 5 et 6.
- d'autre part, a chaque interface electrode-electrolyte solide on a :
d'ou, en remplacant ft e dans FAO, il vient :
or, le potentiel chimique de 1'oxygene est le meme en (5) et (6) car ce
sont les memes electrodes, done :
On sait que si les deux piles ne debitent pas, c'est parce que fi o 2- est
constant dans chaque electrolyte solide. Done, si 1'on prend deux points
e et f dans 1'oxyde mixte :