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

Le palier de diffusion par la loi de Fick

Électrochimie : thermodynamique et cinétique des réactions redox · niveau 2

Énoncé

Dans un électrolyseur de piscine, l'oxydation des ions chlorure (, ) présente un palier de . Le coefficient de diffusion de vaut .

  • Exprimer la densité de courant limite par la loi de Fick, dans le modèle de la couche de diffusion d'épaisseur , et calculer .
  • Que devient le palier si l'on double le débit d'eau, ce qui divise par ?
  • Sur un relevé, comment reconnaît-on un palier de diffusion d'un simple ralentissement ?

Corrigé

  • Chaque ion chlorure apporté échange un électron ; le flux de Fick à travers la couche vaut , d'où et ().
  • : le palier passe à . L'agitation amincit la couche de diffusion et relève le palier.
  • Un palier est horizontal sur une large plage de potentiel, sa hauteur est proportionnelle à la concentration et croît avec l'agitation ; un ralentissement cinétique ne dépend pas de l'agitation et le courant continue de croître avec le potentiel.

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