Électrode

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La pile de Volta : le zinc à l'anode est consommé en libérant des électrons qui alimentent le circuit électrique.

Une électrode est un conducteur électronique, ou ionique (ex. verre) captant ou libérant des électrons[1]

Les électrodes interviennent dans les systèmes générateurs de courant (comme les piles) et dans les électrolyses, dont le système est récepteur de courant.

On parle aussi d'électrodes pour désigner des composants de certains appareils électriques comme les lampes radio, tube à rayons X, diodes à semi-conducteur. C'est également le cas dans le soudage à l'arc électrique.

Enfin, on parle d'électrode en biologie pour désigner un dispositif conducteur permettant de capter les variations de potentiel électrique chez un organisme vivant.

Types d'électrodes[modifier | modifier le code]

Les électrodes sont classées en type (ou espèce) d'électrode :

  • 1er type: le métal en présence d'un de ses sels en solution (ex. Cu et Cu2+)
  • 2e type: le métal en présence d'un de ses sels peu soluble (ex. Ag et AgCl)
  • 3e type: le métal est inerte (ex. Pt) et plonge dans une solution dont les solutés constituée un couple redox (ex. Fe3+ / Fe2+)
  • 4e type: les électrodes spécifiques, qui mesurent l'activité d'un ion.

Électrodes pour l'électrolyse[modifier | modifier le code]

Une électrolyse met en jeu deux électrodes, chacune est à un potentiel différent correspondant au couple rédox mis en jeu. Une réaction d'oxydo-réduction forcée (provoquée par le courant) a lieu à chaque électrode :

  • L'une est le siège de la réaction de réduction, c'est la cathode (reliée au pôle – du générateur). par exemple Cu2+ + 2 e- → Cu. Le potentiel de la cathode est d'autant plus inférieur au potentiel de Nernst que le courant qui la traverse est élevé.
  • L'autre est le siège de la réaction d'oxydation, c'est l'anode (reliée au pôle + du générateur). Par exemple 2Br- → Br2 + 2 e-. Le potentiel de l'anode est d'autant plus supérieur au potentiel de Nernst que le courant qui la traverse est élevé.

Les réactions qui se déroulent à chaque électrode mettent en jeu des électrons. Ce ne sont pas pour autant des demi-équation, mais bel et bien des réactions chimiques. C'est l'originalité des électrodes de mette en jeu des électrons comme "réactif" ou comme "produit".

Selon le sens de circulation conventionnel du courant, le courant continu,

entre dans l'électrolyseur par l'anode
et sort par la cathode pour retourner au générateur.

Électrode pour les piles[modifier | modifier le code]

Une pile électrique est formée de deux compartiments, chacun contenant une électrode. La réaction redox de la pile se déroule "par moitié" à chacune, qui sont le siège d'une réaction spontanée :

On distingue plusieurs catégorie d'électrodes (première catégorie, seconde catégorie).

Électrodes en chimie analytique[modifier | modifier le code]

Schéma d'une sonde de pH

La plupart des méthodes d'analyse dans le domaine de l'électrochimie utilisent des électrodes :

  • Potentiométrie : on mesure la différence de potentiel entre une électrode de mesure (dont le potentiel varie en fonction des espèces en solution) et le potentiel fixe d'une électrode de référence :
    • Électrodes de référence : électrode au calomel saturée ou électrode au sulfate mercureux
    • Électrodes de mesure (ou indicatrice) : électrode de platine ou d'argent
  • Polarographie : utilise une électrode à goutte de mercure
  • Voltammétrie :
    • Électrode de travail : électrode au mercure ou autres métaux solides
    • Électrode de référence : électrode au calomel saturée ou électrode au chlorure d'argent
    • Électrode auxiliaire : sert au passage du courant, en platine ou en carbone
  • pH-métrie : électrode de verre

Électrodes de référence[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]