Flashcards : Propriétés électrochimiques des matériaux — 44 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'une réaction redox ?

Réponse

Une réaction chimique avec transfert d'électrons.

2Question

Dans quels domaines l’électrochimie est-elle appliquée ?

Réponse

À la corrosion, métallurgie, énergie, capteurs, microélectronique, optique et biocapteurs.

3Question

Que permettent de fabriquer les procédés d’anodisation du silicium ?

Réponse

Des tranchées, microparticules poreuses et pointes pour cantilevers.

4Question

Quel est le rôle d'un biocapteur en électrochimie ?

Réponse

Convertir une réponse biologique en signal mesurable par transfert d’électrons.

5Question

Qu'est-ce que l'oxydation en chimie ?

Réponse

Une demi-réaction où le nombre d'oxydation augmente par perte d'électrons.

6Question

Comment s'écrit une oxydation métallique ?

Réponse

MMn++neM \rightarrow M^{n+} + ne^-

7Question

Qu'est-ce que la réduction en chimie ?

Réponse

Une demi-réaction où le nombre d'oxydation diminue par gain d'électrons.

8Question

Comment s'écrit une réduction ionique ?

Réponse

Mn++neMM^{n+} + ne^- \rightarrow M

9Question

Qu'associe un couple redox ?

Réponse

Un agent oxydant et un agent réducteur.

10Question

Quelle est la forme générale d'un couple redox ?

Réponse

Mn+/MM^{n+}/M.

11Question

Quelle est la première étape de l’équilibrage d’une réaction redox ?

Réponse

Identifier les espèces oxydantes et réductrices.

12Question

Que fait-on après avoir écrit les demi-réactions dans un équilibrage redox ?

Réponse

On multiplie les demi-réactions pour équilibrer les électrons transférés.

13Question

Quelle est l’équation globale équilibrée pour les couples Cu2+/CuCu^{2+}/Cu et Al3+/AlAl^{3+}/Al ?

Réponse

3Cu2++2Al2Al3++3Cu3Cu^{2+} + 2Al \rightarrow 2Al^{3+} + 3Cu.

14Question

Que se passe-t-il avec les électrons dans une réaction redox globale ?

Réponse

Ils se compensent et n’apparaissent pas dans l’équation finale.

15Question

Qu'est-ce que l'équilibre chimique ?

Réponse

Un état où les propriétés macroscopiques ne varient plus et les forces motrices sont équilibrées.

16Question

Quelle est la formule de l'énergie libre de Gibbs ?

Réponse

G=HTSG = H - TS

17Question

Comment relie-t-on le travail électrique d'une cellule à l'énergie libre ?

Réponse

Par ΔG=nFE\Delta G = -nFE avec F=96500 Cmol1F = 96\,500\ \mathrm{C\,mol^{-1}}.

18Question

Quelle est la valeur de la constante de Faraday FF ?

Réponse

F=96500 Cmol1F = 96\,500\ \mathrm{C\,mol^{-1}}.

19Question

Quand une réaction est-elle spontanée selon ΔGR\Delta G_R ?

Réponse

Lorsque ΔGR<0\Delta G_R < 0.

20Question

Qu'est-ce que le potentiel d'électrode ?

Réponse

La différence de potentiel entre une électrode métallique et une solution électrolytique à l’équilibre.

21Question

Qu'impose une électrode de référence pour mesurer un potentiel électrochimique ?

Réponse

Un potentiel stable et connu.

22Question

Quelle électrode sert de référence pour établir les potentiels standards ?

Réponse

L’électrode standard à hydrogène (SHE/NHE).

23Question

Comment est constituée l’électrode standard à hydrogène ?

Réponse

Elle utilise de l’hydrogène gazeux bullé sur une électrode de platine poreuse.

24Question

Dans quelle direction se fait le transfert spontané d’électrons dans une cellule électrochimique ?

Réponse

De l’espèce au potentiel d’électrode le plus élevé vers celle au potentiel le plus faible.

25Question

Qu'est-ce que la double couche électrique ?

Réponse

Une formation à l’interface conducteur-électrolyte par variation de charges.

26Question

Comment le modèle de Stern représente-t-il l’interface électrochimique ?

Réponse

Par des capacités de Helmholtz et de Gouy-Chapman en série avec des résistances en parallèle.

27Question

Quelle est la formule de la densité de courant ?

Réponse

j=iSj = \frac{i}{S} où S est la surface de l’électrode.

28Question

Comment s'exprime la densité de courant totale ?

Réponse

Comme la somme des densités faradique et capacitive.

29Question

Quelle équation décrit la densité de courant contrôlée par transfert de charge ?

Réponse

L'équation de Butler-Volmer.

30Question

Comment se calcule la surtension η\eta dans l'équation de Butler-Volmer ?

Réponse

η=EappliedEeq\eta = E_{applied} - E_{eq}.

31Question

Quelle relation lie α\alpha et β\beta dans l'équation de Butler-Volmer ?

Réponse

α+β=1\alpha + \beta = 1.

32Question

Que vaut la densité de courant totale à l'équilibre ?

Réponse

Elle est nulle.

33Question

Quelle est la formule de la densité de courant limite pour la réduction contrôlée par diffusion ?

Réponse

jl,red=nFCOxDOxδj_{l,red} = -\frac{nFC_{Ox}D_{Ox}}{\delta}.

34Question

Quelle est la formule de la densité de courant limite pour l'oxydation contrôlée par diffusion ?

Réponse

jl,Ox=nFCRedDRedδj_{l,Ox} = \frac{nFC_{Red}D_{Red}}{\delta}.

35Question

Quelle loi exprime la variation de masse par unité de surface lors d'une réaction électrochimique ?

Réponse

La loi de Faraday.

36Question

Quelle est la formule de la variation de masse Δm\Delta m selon la loi de Faraday ?

Réponse

Δm=MjΔtnF\Delta m = \frac{M j \Delta t}{nF}.

37Question

Qu'implique la corrosion d'un métal de faible potentiel en présence d'un oxydant ?

Réponse

L'oxydation du métal et la réduction simultanée de l'espèce oxydante.

38Question

Quelle réaction se produit dans une solution 1 M HCl à pH 0 avec du fer ?

Réponse

Le fer est oxydé et les protons sont réduits selon Fe+2H+Fe2++H2Fe + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2.

39Question

Quel est l'effet de la réaction entre fer et protons en solution acide ?

Réponse

La dissolution du fer et un dégagement d'hydrogène.

40Question

Qu'impose la protection cathodique pour éviter la corrosion ?

Réponse

Appliquer une tension externe inférieure au potentiel de corrosion pour obtenir une densité de courant nulle.

41Question

Comment le couplage galvanique protège-t-il le fer ?

Réponse

En le mettant en contact avec un métal de potentiel plus faible comme le zinc.

42Question

Quel est le potentiel standard du zinc utilisé en couplage galvanique ?

Réponse

E=0.76 V/SHEE^\circ = -0.76\ \mathrm{V/SHE}.

43Question

Quel est l'effet du couplage galvanique sur le zinc ?

Réponse

Il accélère la dissolution du zinc.

44Question

Que caractérise la voltammétrie cyclique en électrochimie ?

Réponse

Un système électrochimique.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 27 questions sur Propriétés électrochimiques des matériaux.

1. Quel phénomène définit une réaction d’oxydoréduction en électrochimie ?

2. Quel domaine fait partie des applications de l’électrochimie ?

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