Électrochimie. Caractéristiques courant-potentiel : théorie (partie 1)

Comme il a été souligné dans l’introduction générale , l’étude et la mise au point de tout procédé électrochimique doit débuter par une étude analytique ayant pour but de caractériser les processus mis en œuvre, suivant une méthodologie expérimentale qui est désignée par l’appellation de voltampérométrie (ou voltamétrie) et qui consiste à déterminer la variation du courant d’électrolyse à une électrode (indépendamment de ce qui se passe à l’autre électrode) en fonction de son potentiel (voltampérogramme, exprimant la relation courant-potentiel d’électrode).

La caractérisation obtenue est globale, c’est-à-dire intègre les contributions de tous les processus physico-chimiques qui interviennent à l’électrode considérée et dans l’électrolyte à son contact, dans les conditions qui doivent être celles de l’électrolyse envisagée. Dès lors, l’interprétation de la caractéristique voltampérométrique expérimentale permet d’accéder à la connaissance des dits processus. Mais, à l’inverse, cette caractérisation globale est adaptée à la sélection des conditions de réalisation d’une opération électrochimique telle que celles qui donnent lieu aux procédés industriels.

La relation courant-potentiel d’électrode peut faire l’objet d’une étude prévisionnelle basée sur les caractéristiques théoriques des processus électrochimiques, qui ont été exposées dans l’article « Électrochimie. Lois régissant les processus ». Le présent article a maintenant pour objet de décrire (succinctement) la morphologie prévisible des caractéristiques courant-potentiel d’électrode, en envisageant notamment la dépendance de celles-ci vis-à-vis des divers facteurs physiques et surtout chimiques (influence chimique du milieu électrolytique sur les constituants électroactifs en solution, suivant leurs propriétés acido-basiques ou leur aptitude à la formation de complexes et/ou de composés insolubles).

Les caractéristiques courant-potentiel observables pour les systèmes électrochimiques impliquant les métaux sont traitées dans l’article [J 1 607] qui est la suite directe de cet article.

En ce qui concerne la voltampérométrie, celle-ci – ses principes et sa méthodologie – se trouve décrite dans les articles [P 2 125] et suivants de la rubrique « méthodes électrochimiques » du traité « Analyse et caractérisation ». Le lecteur est renvoyé à l’article spécifique de cette rubrique traitant de la voltampérométrie pour ce qui concerne la procédure expérimentale de cette méthode d’étude, qui ne sera pas décrite à nouveau ici.