chimie : thermodynamique, procédés et électrochimie (PSI) · Chapitre 5 · Application directe du cours

Le cuivre dans l'acide chlorhydrique, désaéré puis aéré

Électrochimie : thermodynamique et cinétique des réactions redox · niveau 1 (application)

Énoncé

Une lame de cuivre plonge dans de l'acide chlorhydrique à pH $0$ (on néglige la complexation du cuivre par les ions chlorure). L'oxydation du cuivre n'est appréciable qu'au-dessus de $+ 0.20 V$ ; la réduction de $H X^{+}$ sur le cuivre commence vers $- 0.25 V$ ; en solution aérée, la réduction du dioxygène sur le cuivre atteint un palier de $- 10 μ A / c m^{2}$ au-dessous de $+ 0.6 V$ . Données : $E^{\circ} (Cu X^{2 +} / Cu) = 0.34 V$ , $E^{\circ} (O X_{2} / H X_{2} O) = 1.23 V$ .

Le cuivre est-il attaqué par l'acide désaéré ? Répondre par la thermodynamique, puis par les courbes.
Et par l'acide aéré ? Placer le potentiel de corrosion et donner le courant de corrosion.

Corrigé

$E^{\circ} (H X^{+} / H X_{2}) = 0 < E^{\circ} (Cu X^{2 +} / Cu)$ : $H X^{+}$ ne peut pas oxyder le cuivre ( $lo g K^{\circ} = 2 \times (0 - 0, 34) /0, 059 = - 11, 5$ ). Sur les courbes, il n'existe aucun potentiel où l'oxydation du cuivre ( $E > 0.20 V$ ) et la réduction de $H X^{+}$ ( $E < - 0.25 V$ ) aient toutes deux un courant : pas de potentiel de corrosion, pas de corrosion.
Le dioxygène ( $1.23 V$ ) peut oxyder le cuivre ; sa réduction a un courant entre $0.20 V$ et $0.6 V$ , où le cuivre s'oxyde aussi : le potentiel de corrosion s'établit juste au-dessus de $0.20 V$ , et le courant de corrosion vaut le palier du dioxygène, $10 μ A / c m^{2}$ . Le cuivre résiste aux acides non oxydants s'ils sont désaérés, pas à l'air.

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