3. Électrochimie - introduction
Réf.: Atkins, 3è éd., Chapitre 9

• Electrochimie = électrons + système chimique
• Étude du transfert d’électrons d’une espèce chimique à une autre
(le transfert d’électrons peut être accompagné par le transfert d’atomes)

Processus impliquant le transfert électronique:
• Combustion:

CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (l)
∆H˚= -890 kJ/mol (énergie libérée)

• Respiration cellulaire: bilan C6H12O6 + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l) glucose Le processus est compliqué !

• Photosynthèse:
6CO2+ 12NADPH2 + 6H2O
ATP

C6H12O6 + 12NADP
ADP + Pi

Réaction dans le noir (cycle Calvin)

• Corrosion:
Fe (s) → Fe2+ (aq) + 2e2H+ (aq) + 1/2O2 (g) + 2e- → H2O
----------------------------------------Fe + 2H+ + 1/2O2 → Fe2+ + H2O

O2

O2
H+

E˚= 0.44 V
E˚= 1.23 V
E˚= 1.67 V

e-

Fe2+

goutte d'eau acide

Fe

76

Électrochimie – applications
• Chimie analytique: quantification des espèces: ex. analyse de trace de métaux par polarographie

• Biocapteurs: analyse du taux de sucre dans le sang- capteur ampérométrique

Fe2+

C6H12O6

FAD

glucose

électrode

glucose oxydase 3+

FADH2

Fe

C6H10O6

Le courant d'oxydation de Fe2+ indique la concentration de glucose dans le sang.

• Stockage d’énergie: ex. batteries et accumulateurs
• Métallurgie: raffinage de métaux
• Électrodéposition de couches minces
• Électrosynthèse:
CH2Br
CO2CH3

N

+

H

+

+

CH3SO3-

2eN

CO2CH3
OCH3

O
H3CO

OCH3

77

3.1

SOLUTIONS ÉLECTROLYTIQUES
Procédé électrochimique- principe général

conducteur électronique batterie
+

(électrode)

e-

conducteur ionique (électrolyte)

électrolyte

L’application d’un potentiel (énergie électrique) engendre une réaction chimique dans laquelle des électrons sont gagnés ou perdus par des ions près de la surface des électrodes.

+
-

+

-

+

anode

Anode (+) = oxydation
Cathode (-) = réduction

cathode

3.2 L’électrolyse et les lois de Faraday

e+

•

Électrolyse = une réaction chimique résultant d’une différence de potentiel appliquée aux