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 E˚= 0.44 V E˚= 1.23 V E˚= 1.67 V

O2
H+

O2

e-

Fe2+ Fe

goutte d'eau acide

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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+ électrode Fe
3+

FAD

C6H12O6 glucose glucose oxydase

FADH2

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

+
CO2CH3 OCH3

+

2eN

CH3SO3-

O H3CO OCH3

77

3.1

SOLUTIONS ÉLECTROLYTIQUES Procédé électrochimique- principe général

batterie +

conducteur électronique
(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. cathode anode

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

3.2 L’électrolyse et les lois de Faraday

e+ -

• •