Corrosion électrochimique des métaux (Fe–Cu, Fe–Zn, Fe–Sn) et anode sacrificielle
ChimieÉlectrochimie17–18 ansLaboratoire virtuel
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À suivre dans Électrochimie
Une barre de fer est mise en contact avec un autre métal dans une solution de NaCl, de l’eau distillée, un acide dilué ou de l’air sec : le métal au potentiel d’électrode le plus bas devient l’anode et se corrode, les électrons circulent vers la cathode où O₂ (ou H⁺) est réduit, et la rouille s’accumule. Le graphique de la masse corrodée en fonction du temps conserve l’essai précédent pour comparer : relier du Zn protège le Fe (c’est le Zn qui se dissout), relier du Cu accélère la corrosion du Fe, et un électrolyte fort contenant du O₂ dissous accélère la corrosion.
Leçon : Corrosion des métaux – corrosion électrochimique et protection contre la corrosion
Ce qu’elle montre
La corrosion électrochimique se produit quand deux métaux différents sont en contact dans un électrolyte et forment une pile. Le métal au potentiel standard le plus bas devient l’anode et se dissout, tandis qu’à la cathode le dioxygène dissous ou les ions H⁺ sont réduits. Pour le fer, les ions Fe²⁺ formés donnent ensuite de l’oxyde de fer(III) hydraté : la rouille. Le même modèle explique la protection par anode sacrificielle en zinc (acier galvanisé, coques de navires), pourquoi le fer blanc rayé rouille plus vite que le fer nu, et pourquoi l’eau de mer et le dioxygène accélèrent la corrosion.
Mode d’emploi
Commencez avec Fe seul dans la solution de NaCl et laissez se tracer la courbe de masse perdue. Cliquez sur Réinitialiser (garder la courbe), changez de Matériau et comparez la nouvelle courbe à l’ancienne : fer relié au cuivre, fer blanc rayé, fer galvanisé rayé. Gardez ensuite le Matériau et changez de Milieu, ou décochez O₂ dissous présent. Les étiquettes anode et cathode indiquent quel métal perd des électrons.
Paramètres modifiables
- Matériau Fe seul, Fe relié à Cu, Fer blanc (Fe étamé), rayé, Fer galvanisé (Fe zingué), rayé / Zn sacrificiel
- Milieu Solution de NaCl (eau de mer), Eau distillée, Solution de HCl diluée, Air sec
- O₂ dissous présent
- Vitesse de simulation 0,5–3 ×
Questions à explorer
- Dans le fer galvanisé rayé, pourquoi le zinc se corrode-t-il à la place du fer, alors que l’étain accélère la corrosion du fer ?
- Comment la vitesse de corrosion du fer dans la solution de NaCl change-t-elle sans O₂ dissous ?
- Quelles sont les demi-équations à l’anode et à la cathode pour du fer relié à du cuivre dans l’eau de mer ?
