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Formation de cellules de concentration et série galvanisée

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. Bonjour à tous, commençons la conférence 17. Inconférence 16, à la fin, nous avons commencé à parler de cellule de concentration, discutons de la cellule de la concentration de la cellule ah, et ensuite nous essayons de comprendre certains des phénomènes de corrosion ah liés au développement des cellules de concentration. Donc, quand on parle de concentrationelle, c'est-à-dire qu'il s'agit en fait de la différence dans la concentration des ions qui se forment dans la solution ou dans l'électrolyte ou dans l'une des espèces qui participent à ces réactions électrochimiques. Considérons une réaction particulière, le cuivre plus plus plus 2e c'est le cuivre, c'est une réaction cathodique. Maintenant c'est la réduction de la cathode, la réaction en amont n'est rien, mais l'oxydation ou l'anodique. Ici, je peux voir qu'il s'agit d'un métal pur en cuivre et s'il dépose ; ainsi, l'activité que je peux considérer comme étant 1. Ainsi, lorsque nous parlons de cellule de concentration pour cette réaction cathodique ou anodique, nous devons tenir compte de la différence de concentration de cette particule pour la réaction de la moitié de la cellule. Maintenant, construissons une cellule, donc, si nous construions une cellule, disons. Alors, quand on a parlé de la différence de concentration qui conduit à un couple galvanique, qui conduit à une cellule appelée cellule de concentration, maintenant si on construit la cellule on dit qu'il s'agit d'un sulfate de cuivre et que nous avons un copperélectrode avec une activité de cuivre plus plus est égal à dire égal à 1.Et puis nous avons une autre cellule une autre cellule, nous pouvons construire la même solution, mais l'héréactivité du cuivre plus plus est égale à 2 ; la température et la pression sont constantes ; cela signifie qu'elles ne changent pas. Et ensuite à cause de cette activité a 1 et a 2 ; theywill Développer un potentiel. Ainsi, le potentiel qui serait développé ici serait le cuivre E plus le cuivre de même que la barre oblique de bœuf rouge ; ce moyen, le réductantequal oxydant à E 0 cuivre plus plus le cuivre plus R T 2 F L n ; a de cuivre plus plus par un ofcuivre. Parce que dans cette réaction, si nous voyons cela est oxydant et cela est réducteur ; maintenant que nous considérons que c'est 1 parce qu'il est en train de déposer. Donc, nous sommes laissés avec cette partie cette partie ; donc maintenant, au lieu d'un plus plus nous pouvons écrire un 1, de la même façon c'est de cette cellule. De même, pour cette cellule, nous pouvons écrire E copperplus plus cuivre égal à E 0 cuivre plus plus cop [ par ]-barre oblique de cuivre plus R Tby 2 F ln a 2 ; méthode similaire que nous pouvons consi [ der ]-possède cette équation de Nernst. Donc, ici activityequal to a 1 activity equal to a 2. Now the potential ; that means, the potential developedat this électrodes respective 2 cell ; 2 half cells, we can have a relation between thesetwo ; that means, that E copper plus plus copper a 1 ; than E copper plus pluscopper a 2 ; that means, a 1 and a 2 they are fondamentalement the activities of those copperof the copper ions in this respective half cells. When it is true? Quand un 1 supérieur à 2 parce que ces 2 sont identiques pour les deux cases.Donc, maintenant, une fois que nous avons une différence de concentration de cuivre plus dans les deux cellules, alors nous voyons que le potentiel à cette électrode qui est E cuivre plus plus cuivre a 1 ; thatmeans, l'activité du cuivre et et E cuivre plus plus cuivre a 2 ; cela devient positif, comparé à cela devient positif. Donc, maintenant, si nous avons une série dans la série ifwe essayer de les tracer, c'est E cuivre plus plus de cuivre a égal à 1, c'est E copperplus plus cuivre a égal à 2. Donc, bien sûr, alors ce serait ma positiveélectrode, ceci deviendrait mon électrode négative parce qu'une fois que nous aurons terminé cette cellule par le pont de sel connectinga, c'est mon pont de sel. Et si nous relions cette 2 électrode, alors nous verrons bien que puisque c'est ce potentiel qui se trouve en haut de ce potentiel, alors nous avons un courant de courant du côté gauche vers le côté droit. Donc, le côté gauche chaque fois que nous avons un courant de courant, alors le courant s'écoule toujours de l'électrode positive vers l'électrode négative. Donc, ça deviendrait mon positif, mon négatif et mon électron couperait de cette façon. La réaction cathodique se substituerait à cette électrode qui est [ de l'ornithation/rien ] rien, mais le copperplus plus 2 e égal au cuivre. Et la réaction anodique aurait lieu sur cette électrodequi est le cuivre moins 2e; moins 2e égal au cuivre plus plus. Nous voyons qu'en raison de la différence de concentration de C u plus l'ion, nous avons développé une différence de potentiel et que la différence potentielle mène au currentflow. Et aussi ce flux actuel, il se rapporte à la série galvanique, la différence galvanique de différence de potentiel entre ces 2 demi-cellules ; ainsi, c'est le concept de cellule concentrationelle. Maintenant, la cellule de concentration que nous voyons ici la même cellule de concentration peut se développer dans la corrosion atmosphérique du fer. Maintenant, chaque fois que nous essayons de parler de la corrosion atmosphérique du fer, cela arrive parfois à la formation de cellules aérées différentielles, en raison de la différence dans la perception de l'oxygène. Alors, nous regardons cette partie de plus en plus prudente. Et quand nous essayons de regarder avant que cela ne laisse voir dans l'atmosphère ce qui est la réaction cathodique qui se produit avec l'oxygène et l'humidité? En général dans l'atmosphère nous avons une situation où le système peut être considéré, l'électrolyte peut être considéré comme d'un type de système ahneutre. Donc, si nous avons un système neutre, nous avons cette réaction ; cette réaction est possible et cette réaction peut être considérée comme cathodique. Donc, si on avance la direction que nous considérons alors c'est cathodique ; si on considère la direction arrière, il s'agit d'anodique ; cathodique. Anddépendant de la pression partielle de l'oxygène, nous avons un développement de cellules de concentration différent. Maintenant, si nous essayons d'écrire l'équation de Nernst, maintenant au lieu d'écrire toutes ces pièces ici, et ceci est basicallyla partie oxydante et c'est mon rôle réducteur. Donc, maintenant, nous n'écrivons que le bœuf par le rouge ; si nous retournons à la ah à des conférences précédentes, vous pouvez voir que nous pouvons l'écrire sous forme de barre oblique d'oxygène, c'est-à-dire que l'oxygène est essentiellement l'oxydant et le OH moins devient mon réducteur. Donc, je peux l'écrire comme E 0 ; bœuf rouge plus R T de 4 F, puisque voici 4 électronsare impliqués ; ainsi, ln p o 2 activité de H 2 O activité de OH moins à la puissance 4 ; alors, c'est mon équation de Nernst pour ça. Quand nous avons la corrosion du fer, alors nous avons cette réaction, c'est la réaction d'oxydation qui a lieu. Maintenant, si nous mettons multiplier par 2, alors ça devient 4 et ça devient 2, maintenant c'est ma réaction anodique et la réaction cathodique, c'est ainsi. Donc, si on les ajoute, c'est 1, si on considère que c'est 2 thenif que nous les ajoutons, on obtient de l'oxygène en plus de l'oxygène plus 2 H 2 O égal à 2 Fe OH ensembleur 2. Maintenant même que nous pouvons avoir le Fe plus 2 ,il peut aussi aller pour une autre réaction d'oxydation du Fe plus plus 3 plus ; c'est un autre processus réducteur qui peut avoir lieu. Maintenant, chaque fois que nous avons le Fe plus plus, c'est-à-dire que nous étudions le Fe plus avec le OH moins. Donc, si on considère 2 Fe plus plus ; c'est-à-dire, on a considéré 2 ; 4 OH moins ion avec ça ; ainsi, il a aussi OH moins 4 OH moins. Maintenant, la même réaction de réduction si nous multiplions par la moitié, alors H 2 O plus2 e, donc, ceci est multiplié par 2 ; ainsi, le 2 égal à 2 OH moins .Now, si on les ajoute à nouveau ; ainsi, cette équation et cette équation ces 2 si nous ajoutons ; thenwe get 2 Fe OH whole 2 plus half O 2 plus H 2 O égal à ; so because this 2 will getannulé ; so, you get 2 Fe OH whole 3. Donc, c'est ce qui a et ces 2 ces 2 constantes de solubilité très faibles. Donc, on l'appelle k S P ; donc, c'est-à-dire, la solubilité constantparce que c'est ce qu'ils précipitent. Une fois qu'ils précipitent nous pouvons supposer qu'ils entrent dans l'état d'activité 1 parce que lorsqu'ils précipitent, nous partons du principe que, ils précipitent sous la forme de p o ; p o form .. Donc, si nous considérons le k S P ; k S P pour cette réaction, celui-ci. Ainsi, l'équalto Fe plus plus ion ou sous forme d'activité ; I can write a Fe plus plus a OH moins 2 bya Fe OH whole 2. Because we are envisageons Fe OH whole 2 Fe plus plus plus 2 OH minus. Donc, maintenant, c'est 1 ; donc tout le truc k S P est égal à l'activité d'un plus plus intoactivité de OH moins carré. Parce que nous réfléchissons parce qu'ils sont différents de la même chose que nous pouvons construire pour ça. Maintenant vous voyez ce OH moins percentageest décidé par le k S P de cette face particulière qui se forme à cause de la réaction avec l'oxygène et l'humidité. Donc, c'est-à-dire, à une température et à une pression particulières si elles ont cette chose particulière et la plupart de la température parce que cette constance de l'équilibre dépend de la température. Donc, on peut l'avoir fixé parce que l'activitéde OH moins sera fixée parce que c'est décidé par le produit de solubilité des faces insolubles ou partiellement solubles, et puisqu'ils ont un produit de solubilité très faible que nous pouvons ensuite dire qu'ils sont partiellement solubles. Donc, cette activité de OH moins nous pouvons considérer comme étant fixe dans une situation particulière. Et l'activité de H 2 O si elle est pure alors elle peut aussi être considérée comme 1. Donc, maintenant, tout le truc se résume à cette réaction ou équation particulière à plus R T par 4 F ln p o 2 la pression partielle d'oxygène .. Donc, maintenant, une fois que nous avons cette relation, nous voyons que si nous avons une différence dans ce quantityin à 2 endroits. Par exemple, si nous considérons la place 1 et cet endroit 2, place 1 et place2 et si nous avons P o 2 1 et P o 2 2 ; alors si c'est plus grand que cela, alors automaticallywe have E ox red 1 supérieur than E ox red I can put 2 here ok. Donc, c'est-à-dire que nous voyons qu'en raison de la différence de pression de la différence d'oxygène dissous dans 2 endroits, les whichare électriquement connectés nous voyons qu'il y a une différence de potentiel. Et comme ils sont électriquement prote [ ct ]-connectés ; ainsi, le lieu où la pression d'oxygène est plus que le lieu où la pression partielle d'oxygène est moindre ; cet endroit agirait comme une électrode positive et cet endroit agirait comme une électrode négative. Donc, ça devient la cathode et ça devient une anode. Donc, nous voyons que la cellule concentrationelle se développe à nouveau. Maintenant ce concept particulier peut être utilisé pour comprendre certains des phénomènes de corrosion ; comme nous le voyons souvent se produire dans notre vie quotidienne si vous voyez ça .. Alors, comprenons certains de ces phénomènes de corrosion ; d'abord, comprenons les phénomènes de corrosion ce qui se passe si nous avons une goutte de pluie. Disons quand la goutte de pluie se produit la gouttelettes de pluie est une petite goutte de pluie et qui reste en fait à la surface de cet objet métallique ; dependingon the contact angle dépendant de la ah la nature de la surface, il peut avoir cette orit peut avoir ceci ou il peut avoir l'apparence comme ça. Donc, ceci devient mon hydrophobicthis ressemble à une meilleure hydrophobe parce que l'angle de contact devient un contacenchevêtrement. Cet angle de contact devient plus de 90 dégraissage et ceci est hydrophile parce qu'il essaie d'absorber l'eau et ceci est entre les deux. Donc, l'angle de contact est l'angle de contact thêta. Donc, ici, le contacenchevêtrement est plus de 90 ; ici, c'est plus que cet angle. Donc, c'est hydrophile thisis hydrophobe ceci est entre et c'est ce que nous avons de surface super hydrophobe où l'angle de contact est généralement autour de 140 ou 145 degrés. Et l'une des surfaces super hydrophobes, fondamentalement la feuille de lotus, nous si on puta de gouttelettes d'eau il danse sur cette surface particulière et c'est ce que l'eau à cette ahtelle est ce qu'elle aide à nettoyer la surface de la ah, c'est-à-dire la feuille de thelotus parce que lorsque nous l'inclinons, l'eau tombe et de cette façon il faut des particules de thosedirt en même temps, puis est rincée. Maintenant, si nous essayons de voir ce particulier ; maintenant je peux en faire une image plus grande likethis que je zoomme cette situation particulière Je zoomme. Donc, si je zoomme ; alors, alors je suis mon H 2 O et si je vois la région environnante, ils sont en contact avec l'air et c'est la surface du fer, donc, c'est ma surface de fer. Alors, laisse-moi enlever cette partie ; donc maintenant, oncewe a cette situation alors, puisque c'est l'électrolyte, ce H 2 O devient mon électrolyte et nous avons du fer et aussi de l'oxygène. Donc, immédiatement on commence à avoir cette réaction ; aussi bien que le Fe plus plus moins E égal à Fe 3 plus. Donc, ce sont des anodicréactions et c'est cathodique. Donc, dans un premier temps, la pression partielle ou la concentration initiale d'oxygène dans cette gouttelettes d'eau, cette gouttelettes d'eau à travers cette gouttelettes de gouttelettes ; nous avons presque le même niveau de concentration. Donc, dans le début, ces deux réactionsseront statistiquement uniformément sur la surface. Donc, si je considère cette section ; à cette section au début, nous avons les deux réactions toutes les 3 et elles forment en fait le Fe OH entier 2 ainsi que le Fe OH entier 3. Nowdue to the reaction this oxygen is getting consommés. Donc, une fois que nous avons consommé de l'oxygène, bien sûr, il y a un de cet avion à cette position centrale particulière ; nous avons une différence de concentration. Pourquoi cette différence de concentration arrive?Parce que l'oxygène qui est consommé ici ou ici qui est réapprovisionné par la diffusion de l'oxygène qui vient d'ici. Parce que ces sectionspériphériques sont en contact direct avec l'air. Ainsi, la teneur en oxygène de cette section demeure almostégale à partir du début de la réaction ainsi que pendant la suite de la réaction. Mais dans cette zone, l'oxygène est consommé becausesince est un processus de diffusion que l'oxygène doit diffuser à travers cette couche ; aller à thiseven bien qu'il s'agit d'une petite gouttelettes, il faut encore du temps pour que l'oxygène atteigne la section en particulier. Donc, maintenant nous avons une carence en oxygène et ici nous avons de l'oxygène almostsimilaire.. Donc, maintenant, si je vois le tracé de la concentration d'oxygène, maintenant, si je cherche le terrain, alors, de là si j'essaie de voir la courbe d'oxygène entre l'oxygène. Donc, c'est la distance et c'est de la teneur en oxygène, si je vois la concentration ou l'activité de l'ofoxygène, alors à cet endroit l'activité serait le maximum, et alors alors que nous allons de ceci à cela au fur et à mesure que les réactions progressent ; nous sommes le temps de relaxation. Donc, alors la teneur en oxygène dans cette zone se rejouirait dans cette zone, il y aura de l'oxygène à partir de l'air environnant ; ainsi, la concentration d'oxygène descend graduellement. Donc, cette ligne particulière peut avoir son propre tracé en fonction de la diffusivité de la température de l'atmosphère. Donc, même si cette goutte d'eau reste momentanément, mais toujours cette situation se présente. Donc, on voit l'activité de concentration de l'oxygène ici, c'est 2 ; laisse dire et c'est l'activité de l'oxygène, c'est une position, on a une différence de concentration, une fois que nous avons une différence de concentration si j'essaie de voir la position rouge de E ox 1 et que la position E ox position rouge 2. Donc, ça devient plus élevé que ça ; donc, ce qui devient positif ça devient négatif ou cela devient cathodique et cela devient l'anodic.Donc, finalement, nous avons ici une réaction anodique et ici nous avons une réaction cathodique. Et wemust disent qu'il s'agit essentiellement de cathodiques et ici nous avons surtout des réactions anodicales. Maintenant, pour les réactions anodiques, nous pouvons avoir des réactions anodiques comme celle-ci, mais pour que nous ayons à obtenir de l'oxygène ou ah ce OH moins devrait être décomposé et déformer de l'oxygène, mais il y a 2 plus fortes réductions de rea [ ction ]-réactions d'oxydation qui sont ces deux.. Donc, dans la zone cathodique, nous avons cette cathode, nous avons des réactions cathodiques. Donc, ceci devient une zone de réaction cathodique et ce becomecathode, ceci devient anode et ici la réaction cathodique serait F moins 2e égal à F plusplus F plus plus moins e égal à F plus 3 plus. Et alors que, ici nous aurons oxygén+ 2 H 2 O plus 4 E égal à 4 H moins. Donc, dans cette zone, nous avons une réaction cathodique et dans cette zone, nous avons des réactions. La réaction cathodique est celle-ci et les anodicréactions sont ces deux réactions. Ainsi, chaque fois que nous avons du Fe plus plus et du Fe 3 plus ; ainsi, ils essayent de former du Fe OH entier 2 et Fe OH entier 3 et ils essaieront de déposer. Donc, c'est le dépôt si je considère ; donc, maintenant, la corrosion ; ça veut dire que ce fer se dissout. Donc, le fer se dissout de préférence dans cette zone ; dans cette zone dans la partie centrale, la partie centrale devient ma anode. Et ces ions de fer formeront le OH moins qui est formine cette réaction particulière et ils formeront un dépôt autour de cette zone autour de cette zone. Donc, il s'agit de mon dépôt de ferrichydroxide d'oxyde ferrique ou d'oxyde de feroxyde. Donc, la corrosion est en train de se produire dans la partie centrale et les régions de thode ou ces régions n'auront que très peu de corrosion parce que les réactions préférentiallycathodiques sont en train de se produire et pourquoi elle devient cathodique? Parce que nous avons des embrassades ; ainsi, il devient une cellule de concentration et là où il s'agit d'une partie négative et de thisis positif et c'est positif. Donc, c'est un phénomène typique de la corrosion quand il y a des phénomènes de corrosion qui se produisent à l'intérieur d'une gouttelettes d'eau, même si elle reste momentanément en train de rester dans cette gouttelettes d'eau reste momentanément, mais ces réactions de corrosion peuvent se produire. Et avec le temps, vous constateriez qu'il pourrait y avoir une petite si l'ouest soigneusement sous le microscope, nous verrons que oui cette zone a des attaques morethan la zone environnante la zone annulaire ok .Donc, ah c'est l'effet dû à la cellule de concentration ah ou la cellule d'aération différentielle qui se forme à cause de la concentration d'oxygène ou de l'oxygène dissous dans l'eau ou dans l'électrolyte ; ainsi, c'est en gros que nous appelons ça une corrosion de l'eau de pluie. Alors, nous arrêterons maintenant notre discussion lors de notre prochaine conférence. Merci.