Courants anodiques et cathodiques

[invitef8a37d81]

Bonjour!

Voilà je m'embrouille sur ce sujet, j'ai du mal à concevoir la présence de deux courants simultanément(anodique et cathodique).
Prenons le cas de l'aluminium par exemple, de manière très simplifié on a :

Al--> Al3+ + 3e- à l'anode
1,5O2 + 3H2O + 6e- --> 6OH- à la cathode.
Autrement dit, pour moi, les électrons circulent vers la surface du métal et sont récupéré ensuite par la cathode suivant la réaction écrite juste avant.
Il y a donc qu'un courant! Or, vu que je ne prétend pas révolutionner l'électrochimie, il y a quelque chose qui m'échappe....

Quelqu'un pourrait m'expliquer en détail : Pourquoi existe-il deux courants? un petit exemple serait le bienvenue^^

Merci
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[moco]

Dans une réaction chimique ordinaire, les réactions redox se passent en solution. L'échange d'électron se fait au sein de la solution. On ne voit pas les électrons se déplacer.

Mais bon. On peut fort bien séparer la demi-réaction d'oxydation de la demi-réaction d'oxydation, si on met le réducteur dans une solution, et l'oxydant dans une autre, pourvu qu'on relie les deux solutions par un pont pour les ions, et par un fil pour les électrons.

Dans ton exemple, on peut mettre une plaque d'aluminium dans une solution de sel d'aluminium. On envoie un courant de gaz O₂ qui barbote dans une autre solution, acide ou basique à choix, de façon que ces bulles de gaz O₂ se fixent plus ou moins bien sur une plaque de platine qui trempe dans la solution acide ou basique. Cette plaque sert surtout à transmettre les électrons en provenance de l'aluminium.
Il faut encore mettre un buvard ou un pont de gelatine entre les deux solutions.

Le métal va émettre des électrons qui iront dans un fil électrique jusqu'à la plaque de platine recouverte de bulles de O₂. Il y aura donc un courant sortant de cette anode. Les ions Al³⁺ passent dans la solution.

Ces électrons arrivent à la cathode de platine qui a retenu des bulles de O₂. Ces bulles sont avides de fixer des électrons, pour faire des ions OH^-, comme tu le dis dans ton équation. Mais il y a un courant d'électrons qui entre dans cette plaque. Il est bien sûr égal au courant d'électrons quittant l'anode, mais de sens opposé.

Le courant qui quitte l'anode est toujours égal est opposé au courant qui entre à la cathode.

[franzz]

à l'etat stationnaire, le courant cathodique est egal au courant anodique (en valeur absolue): tous les electrons produit d'un coté sont consomés de l'autre.

si tu mets une plaque d'aluminium dans ta sauce et que tu mesures le courant qui en sort, il sera nul...
ce qui ne veut pas dire que le metal ne s'oxyde pas et que l'oxygene n'est pas réduit, c'est la somme des courants anodique et cathodique qui est nulle.

de meme, quand tu as equilibre entre de la vapeur d'eau et de l'eau liquide, le nombre de molecule d'eau qui passe de la phase liquide à la phase gazeuse est egal au nombre de molécule d'eau qui passe de la phase gaseuse à la phase liquide.

il y a perpetuellement de l'eau qui s'evapore et de l'eau qui condense, mais globalement l'un compense l'autre.

[invitef8a37d81]

Merci de vos réponses.

Lorsqu'il y a corrosion, seul le courant cathodique (courant métal vers solution) existe au final non? puisqu' il n'y a pas d'électrons qui retourne au métal.
Ce que j'ai vu à ce sujet, c'est que justement il existe toujours un courant anodique (solution vers métal) mais d'où sortent les électrons puisqu'il y a réduction de l'oxygène?



De plus, pourquoi les anions migrent-ils vers le métal (par exemples les ions chlorures) alors qu'au final il n' y a pa d'excés de charge + puisque les ions Al3+ passent en solution.

De même, pourquoi lors d'une pulvérisation cathodique, les ion Ar+ issus du plasma impactent la cathode chargé + , en théorie les charges opposés s'attirent!?


C'est un problème que j'ai vraiment du mal à cerner...

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Dans une corrosion du fer par exemple, cela se produit ainsi.
Imaginons une surface métallique au contact de l'air. Imaginons aussi une impureté peu oxydable comme un grain de Carbone par exemple, à la surface du métal. Imaginons que le contact entre le grain de carbone et le corps du fer soit recouvert par une petite goutte d'eau.

Les atomes de fer qui sont au fond de la goutte ont tendance à perdre des électrons pour passer dans la goutte et devenir des ions Fe²⁺. Les électrons ainsi créés passeront dans le grain de charbon (conducteur) et créeront un petit courant qui ira jusqu'à l'interface charbon-eau-air. Là ils réagiront avec les molécules O₂, qui seront transformées en ions OH^-.
Les ions Fe²⁺ créés à l'anode attireront les ions OH- créés à la cathode, et formeront un précipité insoluble de Fe(OH)₂.

Est-ce que tu as compris où a passé le courant anodique et cathodique ?

[invitef8a37d81]

le phénomène de pile est je pense a peu près compris. la corrosion galvanique que vous citez est un exemple bien concret du phénomène. en ce sens je sais où passent les électrons.

Mais imaginons une surface d'aluminium (on va faire une énorme approximation qu'elle n'est pas passivée malgré le pH neutre), il y a un contact direct entre le métal et l'électrolyte. l'électrolyte dans ce cas joue aussi le rôle de cathode car il y a réduction du dioxygène.
Au final, à l'interface les électrons reduiront l'oxygène tandis que Al 3+ passera en solution. c'est à ce moment la que j'ai du mal à concevoir les deux courants opposés.le déplacement des électrons vers la solution, je vais bien le croire. mais en quoi y'aura-t-il un déplacement d'électrons vers le métal(courant cathodique)?

[moco]

Dans le cas de l'oxydation de l'aluminium à l'air, la pile est court-circuitée. Il n'y a pas un véritable courant d'électrons. Les électrons ne se déplacent pas plus que sur la distance entre l'atome d'aluminium et la prochaine molécule d'oxygène.
C'est aussi le cas de toutes les réactions redox. Les électrons ne se déplacent pratiquement pas. Ils passent directement du réducteur à l'oxydant.

[franzz]

les reactions ne se font pas non plus de la meme maniere sur l ensemble de la surface

on peut avoir une delocalisation de la réaction cathodique :
les electrons sont pompés par la reduction de l'oxygene vers un endroit précis de ton electrode.
à l'anode (autre zone de ton metal, en contact electrique avec la cathode), le fer s'oxyde... il y a un enrichississement en cation, creation d'un champs electrique qui attire alors les ions Cl- vers l'anode

[invitef8a37d81]

Merci beaucoup pour les infos!