Demi-équation rédox d'alliage

[invite5cd4cc27]

Bonjour,
je suis étudiante en filière physique-chimie,
j'élabore en ce moment une expérience d'électrolyse entre deux alliages pour mesurer une différence de potentiel. J'essaye plus précisément de reconstituer l'électrogalvanisme (champs électriques dus à des phénomènes d'électrolyse) dans le milieu buccal.
Pour cela, j'ai pris comme électrolyte du chlorure de potassium (pour la salive) et 3 alliages différents (pour représenter deux prothèses dentaires de matière différente).

J'ai réalisé 3 expériences en tout:
- cobalt-chrome (avec 30% de chrome)(anode)/cobalt-chrome (avec 25% de chrome)(cathode)
- nickel-chrome (avec 24% de chrome)(anode)/cobalt-chrome (avec 25% de chrome)(cathode)
- nickel-chrome (avec 24% de chrome)(anode)/cobalt-chrome (avec 30% de chrome)(cathode)

Le tout plongé dans un électrolyte de V=20ml et de concentration c=1mol.L^(-1)

Il faut que je puisse écrire les équations bilan, donc les demi-équation redox au sein de chaque cathode et anode.
Je sais que
Ni(s) = Ni2+ + 2e-
Cr(s) = Cr3+ + 3 e–
Co(s) = Co2+ + 2 e–
Le problème c'est que je ne sais pas comment faire une demi-équation redox pour un alliage...
Pouriez-vous m'éclairer?
Merci d'avance
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[moco]

Bonsoir,
Hélas, dans un alliage, le potentiel redox n'est jamais une combinaison simple des potentiels redox des métaux purs pris séparément. On connaît bien le cas de l'acier inox au nickel - chrome dont le potentiel en solution est voisin de celui des métaux nobles comme l'or ou l'argent, ce qui le rend très éloigné des potentiels de chacun des trois métaux constitutifs.

[invite5cd4cc27]

Du coup, il faudrait que je connaisse le potentiel redox en solution de chacun de mes alliages pour voir à quel métal ce potentiel pourrait correspondre?
Mais mon équation bilan sera fausse... il faut que je fasse intervenir les ions importants.
Par exemple: les alliages chrome-cobalt libèrent principalement du nickel et du cobalt en milieu acide, il faut bien que je le prouve à partir d'une équation bilan.

[Resartus]

Bonjour,
Il me semble qu'en première approximation, vous pouvez commencer à traiter l'alliage comme si les métaux constitutifs étaient indépendants*
En utilisant l'équation de Nernst on peut calculer les concentrations à l'équilibre en Cr3+, Ni2+ et Co2+ en fonction des ions H+ qui jouent ici le rôle d'oxydant,
* Pour aller plus loin, il faudrait connaître en détail les enthalpies de formation des alliages ternaires, mais au vu de la complexité déjà d'un simple diagramme binaire http://www.calphad.com/cobalt-chromium.html, cela me semble un vœu pieux

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Bonjour,
L'équation de Nernst ne joue pas dans le cas des alliages. En effet, elle dit que E = E° + nRT/zF ln Ox/Red. Imaginons le cas d'un métal pur trempant dans une solution de son propre ion, comme Ni dans une solution de Ni2+. Dans ce cas, on considère que la concentration de Red = nickel dans le métal de l'électrode est une constante, qu'on fait passer dans E°, et l'équation devient simplement : E = E° + (nRT/zF) ln Ox. Mais si on utilise une électrode faite d'un alliage, la concentration de Red dans l'alliage n'est pas une constante, et on ne peut plus écrire que E dépend seulement du log de Ox. Il dépend du rapport Ox/Red. Et en réalité il s'agit des activités et non des concentrations. Donc l'équation habituelle de Nernst ne se vérifie pas pour un alliage.