appdaffenergie

Définition.   Le courant électrique dans un conducteur métallique est dû à une circulation d'électrons.

Intensité.   Elle caractérise la charge électrique qui traverse la section du conducteur par unité de temps : I = q/t. Elle est à chaque instant la même en tous points d'un circuit unique (le débit d'électrons est le même partout). Mais ce débit peut varier au cours du temps : on a alors un courant variable. Si l'intensité reste constante au cours du temps, il s'agit d'un courant continu.

Effets.   Le passage d'un courant dans un circuit se manifeste par 3 effets : chimique, calorifique, magnétique. Sens du courant : choisi arbitrairement, il va, dans une cuve à électrolyse contenant de l'eau acidulée, de l'électrode d'où se dégage l'oxygène [anode (du grec anodos, en haut du chemin)] à celle d'où se dégage l'hydrogène [cathode (cathodos, en bas)]. Ce choix implique que, dans le circuit extérieur au générateur, le courant va du pôle positif au pôle négatif. Le courant électrique réel dans le métal est un courant d'électrons qui circulent en sens inverse du sens conventionnel du courant. La vitesse de déplacement de l'ensemble des électrons dans un métal est faible (environ 0,1 mm/s), mais les effets du courant se manifestent instantanément d'un bout à l'autre du circuit car le champ électrique qui commande le mouvement d'ensemble des électrons se propage le long du fil électrique de façon quasi instantanée. En chaque point d'un conducteur parcouru par un courant, il existe un champ électrique , dirigé dans le sens du courant. Entre 2 points quelconques, A et B, du circuit extérieur au générateur, il existe une différence de potentiel.

Électrolyse.   Lorsqu'un courant électrique traverse un électrolyte (solution d'acides, de bases, de sels, ou des bases ou des sels fondus), son passage s'accompagne de l'apparition aux électrodes de produits chimiques. La cuve où se produit l'électrolyse a été longtemps appelée voltamètre.

Lois de Michael Faraday   (Brit., 1791-1867).

1o)  Au cours d'une électrolyse, les produits libérés n'apparaissent qu'aux électrodes (à la cathode : dégagement d'hydrogène ou dépôt de métal ; à l'anode : produits variés tels qu'oxygène, chlore...), et la masse d'un corps, dégagé ou déposé à l'une des électrodes, pendant un temps donné et pour une intensité de courant fixée, est indépendante de la forme du voltamètre et de la surface des électrodes.

2o)   Dans une électrolyse où un seul corps simple apparaît aux électrodes (anode ou cathode), la masse de substance déposée ou dégagée à chaque électrode est proportionnelle à la quantité d'électricité qui a traversé le voltamètre.

3o)  Dans une électrolyse où un seul corps simple apparaît aux électrodes, la masse m de ce corps libérée en un temps t donné est proportionnelle à sa masse atomique A et inversement proportionnelle à sa valence n :

1 faraday vaut 96 500 coulombs. L'électrolyse s'explique par la présence des ions (stables en solution, constitués d'un ou plusieurs atomes réels ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons) qui existent dans les solutions d'électrolyte, indépendamment du passage du courant. Lorsque les 2 électrodes d'un voltamètre sont réunies aux pôles d'un générateur, il s'établit une différence de potentiel entre les électrodes, qui crée un champ électrique dans l'électrolyte. De ce fait, les ions positifs (cations) soumis à des forces s'exerçant dans le sens du champ, de l'anode vers la cathode, se dirigent vers la cathode. Les ions négatifs (anions), soumis à des forces opposées aux précédentes, vont à l'anode. Au contact des électrodes, les ions échangent des électrons avec le courant qui circule dans le conducteur reliant les électrodes au générateur. Les anions, oxydés à l'anode, perdent des électrons. Les cations, réduits à la cathode, en gagnent.

Le nombre d'atomes contenu dans une mole d'atomes est N = 6,022 × 10²³. C'est le nombre d'Avogadro (voir encadré p. 222). L'apparition d'un atome réel sur l'une des électrodes met en jeu une quantité d'électricité :

Applications : électrochimie : préparation de certains corps simples et de certains métaux (chlore, hydrogène, oxygène, aluminium). Affinage électrolytique des métaux : cuivre très pur (électro), fer « électro », or « fin », argent « vierge »... Galvanoplastie : réalisation d'un dépôt métallique sur un autre métal ou sur un moule ; utilisée pour la reproduction de médailles, monnaies, clichés typographiques, l'argenture des couverts, la dorure de pièces décoratives, le chromage et le nickelage destinés à la protection des métaux contre la corrosion.