hichem belarbi

Ce chapitre explore les principes fondamentaux de l'électrochimie, une science qui étudie l'interconversion entre énergie chimique et énergie électrique. Il débute par un rappel historique (Galvani, Volta, Daniell) pour illustrer comment la séparation spatiale des demi-réactions redox a permis de convertir une réaction chimique en un courant électrique contrôlé.

L'architecture d'une pile galvanique est présentée en détail : anode (oxydation), cathode (réduction), circuit externe (flux électronique) et pont salin (compensation ionique). La notation conventionnelle des piles est introduite, ainsi que les grandeurs caractéristiques (FEM, courant, puissance, capacité). Une distinction claire est établie entre piles galvaniques (spontanées) et cellules électrolytiques (forcées).

La thermodynamique électrochimique est abordée via la loi de Nernst, qui relie le potentiel d'électrode aux concentrations (ou activités) des espèces. Le lien fondamental entre la force électromotrice (𝐸), l'énergie libre de Gibbs (Δ𝐺) et la constante d'équilibre (𝐾) est démontré. L'Électrode Standard à Hydrogène (ESH) est présentée comme la référence universelle, et la règle du gamma (ou règle des diagonales) est introduite comme un outil graphique pour prédire le sens des réactions redox.

Le chapitre se conclut par une série d'exercices d'application de haut niveau, intégrant les équilibres de solubilité (précipitation, effet de pH) et les calculs de potentiels dans des systèmes complexes (piles Zn/Cr₂O₇²⁻, Cu/Ag, Zn/Fe en milieu ammoniacal).

Mots-clés : Électrochimie, Pile galvanique, Cellule électrolytique, Loi de Nernst, Potentiel standard, Électrode standard à hydrogène (ESH), Règle du gamma, Équilibre de solubilité.