Caractéristiques courant-potentiel à une électrode solide
Voltampérométrie. Théorie et mise en œuvre expérimentale

1 - Caractéristiques courant-potentiel à une électrode solide

• 1.1 - Principe de la production des réactions électrochimiques
  Figure 1 - Sens du courant suivant la valeur de la différence de potentiel appliquée à l’électrode indicatrice Figure 2 - Décomposition des différentes étapes de la réaction électrochimique
• 1.2 - Analyse du transfert électronique simple : loi de Butler-Volmer
  Figure 3 - Détermination expérimentale des constantes cinétiques... Tableau 1
• 1.3 - Transfert électronique simple et intervention du transport de matière : lois de Fick
  Figure 4 - Bilan de matière à un plan parallèle à la surface de l’électrode situé à une distance x Figure 5 - Représentation schématique de l’égalité des flux à la surface de l’électrode Figure 6 - Bilan de matière selon la seconde équation de Fick Figure 7 - Profil des concentrations des espèces Red et Ox au cours de la réaction Red – ne– → Ox (où Red est présent seul en solution) en fonction de la distance x de l’électrode, à un potentiel où Red est consommé par une électrolyse en régime de diffusion naturelle pure Figure 8 - Variation au cours du temps du courant de diffusion pure à une microélectrode disque-plan fixe à potentiel E constant, au cours de la réaction Red – ne– → Ox (où Red est présent seul en solution) Figure 9 - Profil de concentration de l’espèce Red au cours de la réaction Red – ne– → Ox (où Red est présent seul en solution) en fonction de la distance x de l’électrode, à un potentiel où Red est consommé par une électrolyse en régime de diffusion convective stationnaire
• 1.4 - Équation d’un voltampérogramme en régime de diffusion convective stationnaire pour un système simple Ox + ne– ⇔ Red
  Figure 10 - Courbe courant-potentiel en régime de diffusion convective stationnaire pour un système rapide Red... Figure 11 - Courbe courant-potentiel en régime de diffusion convective stationnaire pour un système lent Red... Figure 12 - Évolution morphologique des caractéristiques courant-potentiel avec le rapport vitesse de transfert électronique k0/vitesse de diffusion k d Figure 13 - Courbes courant-potentiel en régime de diffusion stationnaire d’un système rapide...
• 1.5 - Équation d’un voltampérogramme en régime de diffusion naturelle pure pour un système Ox + ne– ⇔ Red
  Figure 14 - Courbe courant-potentiel théorique pour une réaction rapide Ox + ne– → Red en régime de diffusion pure Figure 15 - Variations de la fonction... Figure 16 - Variations...
• 1.6 - Équation d’un voltampérogramme cyclique (régime de diffusion pure) pour un système simple Ox + ne– ⇔ Red
  Figure 17 - Évolution du voltampérogramme d’un système Red... Figure 18 - Variation du courant en fonction du temps, en régime de diffusion pure Figure 19 - Allure du voltampérogramme cyclique d’un système rapide... Figure 20 - Allure des profils de concentration de Ox et Red à l’électrode à différents points du tracé du voltampérogramme cyclique d’un système rapide... Tableau 2
• 1.7 - Méthodes apparentées à la voltampérométrie : chronoampérométrie et chronopotentiométrie
  Figure 21 - Évolution de la variation de la densité jp en fonction de la racine carrée de la vitesse de balayage... Figure 22 - Différentes allures des voltampérogrammes cycliques selon la rapidité du système Figure 23 - Chronoampérométrie Figure 24 - Chronoampérométrie. Variation de j = f (t –1/2) pour un système rapide

2 - Mise en œuvre expérimentale des techniques voltampérométriques

• 2.1 - Procédure de détermination des voltampérogrammes
• 2.2 - Électrodes
  Figure 25 - Schéma du dispositif expérimental pour les mesures à potentiel contrôlé Figure 26 - Principe de fabrication d’une électrode indicatrice disque-plan Figure 27 - Schéma de constitution et de fonctionnement d’une électrode indicatrice disque-plan tournant (d’après ) Tableau 3 Tableau 4
• 2.3 - Limitations
  Figure 28 - Allure des voltampérogrammes expérimentaux... Figure 29 - Quelques exemples de domaines d’électroactivité approximatifs à l’électrode de platine dans divers solvants (d’après )