LA CORROSION. 2 Interprétation. 3 Expériences 2. 4 Interprétation

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1 I FACTEURS FAVORISANT LA CORROSION 1 Expériences 1 a) Réalisez les expériences ciaprès, puis ajouter de la phénol phtaléine et du ferri cyanure de potassium dans les tubes 3, 4 et 5. Remarques * La coloration rose de la P.P. traduit la présence d'ions OH. * La coloration bleuvert du ferricyanure de potassium traduit la présence d'ions * Le chlorure de calcium est un déshydratant. 2 Interprétation LA CORROSION 3 Expériences 2 4 Interprétation

2 5 Pile d aération 6 Interprétation II PROTECTION 1 Protection électrochimique Anode sacrifiée Revêtement métallique sacrifié c) Revêtement non métallique Passivation (anodisation)

3 III EXERCICES 1 Pile fer cuivre : lame de cuivre lame de fer () COM mv Le schéma cidessus représente deux lames métalliques, l'une de cuivre, l'autre d', plongées dans de l' et reliées aux deux bornes d'entrée d'un voltmètre. Le voltmètre indique 750 mv. 2 Pile Fer Zinc : a) Quelle est la borne de la pile ainsi constituée? b) Indiquer par des flèches sur le schéma cidessus le sens des électrons dans les conducteurs reliant les lames lorsqu on remplace le voltmètre par un conducteur. c) Comment appelleton les porteurs de charge dans le liquide ()? d) Quelle est la lame qui est corrodée? Justifier votre réponse. e) Ecrire l'équation d'oxydation qui se produit au niveau de la lame corrodée. f) Application : donner en langage scientifique, l'inconvénient qui existe à relier des radiateurs de chauffage central en d'une installation sanitaire par des tuyaux de cuivre. Donner une méthode permettant d'éliminer ou de supprimer cet inconvénient. lame de zinc lame de fer () COM mv a) Déduire de l'indication du voltmètre le pôle de la pile constituée par les lames de fer et de zinc plongeant dans l'? b) Indiquer le sens des électrons dans les conducteurs reliant les lames lorsqu on remplace le voltmètre par un conducteur. c) Quelle est la lame qui est détruite? d) Applications : Expliquer, en langage scientifique, pourquoi on place des blocs de zinc, dans des cavités ménagées sur la coque d' des navires. L'un des procédés utilisés pour protéger l' soumis aux intempéries est de le recouvrir d'une couche de zinc. Comment appelleton ce procédé de protection de l'?

4 La figure 3 représente un fil d' recouvert d'une couche de zinc. La couche de zinc a subi un éclat si bien que l' est en contact avec l'air atmosphérique humide (on supposera que l air humide se comporte comme un électrolyte). zinc Préciser quel est le métal qui est protégé et celui qui sera corrodé? Justifier votre réponse, en langage scientifique, à partir du phénomène de pile, en indiquant sur le schéma : le pôle de la pile le pôle de la pile. l'électrolyte. le sens des électrons. 3 Etude de l'effet Evans Deux lames d' plongent dans un bêcher contenant de l'. On insuffle de l'oxygène au niveau de l'une des lames et le voltmètre indique 30 mv. O 2 lame d' 1 lame d' 2 bulles d oxygène COM 3 0 mv a) Quelle est la lame d' qui représente le pôle de la pile qui prend naissance dans cette expérience? b) Laquelle des deux lames subit une corrosion? bien préciser si c'est celle qui est aérée ou celle qui ne l'est pas. c) Application : compte tenu du résultat de cette expérience, quelle est la partie de la coque d'un navire en qui est la plus sujette à la corrosion (quille ou ligne de flottaison?). Expliquer pourquoi? d) Une lame métallique est partiellement immergée dans de l'eau : figure n 4. Indiquer par une flèche en trait gras la partie de la lame qui sera la première attaquée par la corrosion. Indiquer : les pôles et de la pile le mouvement des électrons.

5 4 Etude de la protection de l' par dépôt d'une couche d argent : L un des procédés utilisés pour protéger l' de la corrosion, (et aussi pour lui donner un bel aspect) est de l isoler de l'atmosphère en le recouvrant par exemple d'argent. Argent a) On suppose que la couche d'argent a subi un éclat et que la plaque baigne dans un électrolyte. Le fer continuetil à être protégé? Justifier votre réponse. (s'aider au besoin de la classification figurant dans l'aide pour répondre à cette question). b) Indiquer sur le schéma : le pôle et le pôle de la pile qui se forme le mouvement des électrons. c) A quelle condition ce procédé estil un moyen efficace de lutte contre la corrosion? 5 Protection de l' par graissage : Les plaques d', sont enduites de graisse, en sortant d'usine. Quel est l'utilité de ce procédé? Comment agitil? 6 Protection cathodique : surface du sol générateur (courant continu) : Montrer que la cuve en est protégée. cuve en enterrée électrode de graphite 7 Dans le cas de mise en contact des métaux suivants, préciser lequel est corrodé et lequel est protégé. Préciser chaque fois où apparaissent les pôles et.(utiliser pour répondre à cette question la classification ). a) Etain (Sn)Cuivre (Cu). En déduire le risque qui existe à souder des tuyaux de cuivre avec de l'étain. b) Magnésium (Mg) Fer (Fe). Justifier la présence dans certaines chaudières d'une électrode en Magnésium.

6 REPONSES 1 a)l'indication donnée par le voltmètre étant positive, le pôle de la pile est la lame reliée à la borne du voltmètre qui est marqué "V", c'estàdire la lame de cuivre. b) Dans les conducteurs métalliques joignant les deux lames, les électrons vont de la lame de fer () à la lame de cuivre. c) Dans l' les porteurs de charge sont des ions. d) La lame d' perd des électrons ; c'est donc elle qui est corrodée. Cette réaction d'oxydation s'écrit : Fe Fe 2 2e e) Lorsqu'on relie des radiateurs en par des tuyaux de cuivre, on constitue une pile dans laquelle : le pôle est le cuivre des tuyaux le pôle est l' du radiateur l'électrolyte est l'eau qui circule dans l'installation. Comme l'eau n'est pas un isolant parfait (elle est faiblement conductrice), elle constitue l'électrolyte : l' perd des électrons et se corrode ce qui tôt ou tard aboutit à une perforation du radiateur. Pour éliminer cet inconvénient ou en atténuer les effets : il faut s'efforcer des réaliser des installations "tout cuivre" ou "tout " si on est obligé d'utiliser deux métaux de natures différentes, il est indispensable d'ajouter dans l'eau du circuit de chauffage un liquide appelé "inhibiteur de corrosion" (un inhibiteur de corrosion est une substance qui, introduite dans le milieu corrosif, arrête ou ralentit la corrosion). 2 Pile Fer Zinc : a) L'indication du voltmètre étant négative, c'est la lame reliée à la borne marquée "COM" du voltmètre qui est le pôle de la pile. C'est donc la lame d'. b) sens de déplacement des électrons dans le conducteur reliant les deux lames métalliques : les électrons vont du zinc vers l' c) La lame qui est détruite est la lame de zinc. d) Chaque bloc de zinc, constitue avec l' de la coque du navire une pile dont : le pôle est le zinc. le pôle est l'. l'électrolyte est l'eau de mer. L' de la coque étant le pôle, il reçoit des électrons et est donc protégé. Le zinc qui constitue le pôle perd des électrons ; c'est donc le zinc qui est détruit. Ce procédé de protection s'appelle la galvanisation. Le métal protégé est l' Le métal corrodé est le zinc. La protection de l' dure tant que le zinc n'a pas totalement disparu. zinc mouvement des électrons L'électrolyte est l'eau qui tombe sur le fil (ou l'air chargé d'humidité). 3 a) C'est la lame qui reçoit de l'oxygène qui constitue le pôle de la pile. b) C'est donc l'autre lame, celle qui n'est pas aérée qui perd des électrons et qui est corrodée.

7 c) Application : la partie la plus aérée de la coque d'un navire et la partie la moins aérée constituent une pile. Le pôle de cette pile est la partie la moins aérée ( c'est la quille). C'est donc elle qui perd des électrons et qui, par conséquent, est corrodée la première. d) Pour les mêmes raisons que cidessus, c'est la partie située au fond du récipient qui va se corroder en premier. mouvement des électrons partie d'abord atteinte par la corrosion. 4 a) L' n'est plus protégé car l', l'argent et l'électrolyte constituent une pile dont le pôle est l'. L' perd donc des électrons et il est par conséquent corrodé. b) corrosion en ce point nt Arge c) Ce procédé n'est efficace que si la couche d'argent ne subit pas de discontinuité. 5 La couche de graisse qui recouvre l' empêche le métal d'être en contact avec l'air ou l'eau. Comme la graisse a une structure moléculaire (elle ne contient pas d'ions) il ne peut y avoir circulation de courants électriques. La corrosion du métal ne peut donc pas se produire. 6 surface du sol générateur (courant continu) cuve en enterrée électrode en graphite en pointillés : le sens des électrons Le générateur de courant continu impose aux électrons de circuler dans le sens indiqué sur le schéma. C'est donc l'électrode en graphite qui perd des électrons qui est corrodée. L' de la cuve reçoit des électrons et est donc protégé. 7 a) La mise en contact d'étain et de cuivre donne naissance (en présence d'un électrolyte) à une pile dont le pôle est l'étain. L'étain perd donc des électrons et a donc, par conséquent, tendance à se corroder. C'est pourquoi les professionnels préfèrent la soudure au cuivre pour réunir deux tuyaux de cuivre.

8 Remarque : la soudure à l'étain est possible mais seulement dans les parties d'une installation qui reste visible de façon à pouvoir être refaite en cas d'apparition d'une fuite. Elle est interdite pour assembler des tuyaux de cuivre destinés à véhiculer le gaz naturel : en effet, en cas d incendie, la température de fusion de l étain étant inférieure à 200 C, l étain fond et le gaz sort, alimentant l incendie. b) La mise en contact d' et de magnésium dans un électrolyte donne naissance à une pile dont le pôle est le magnésium. C'est donc le magnésium qui perd des électrons. Le fer est protégé. C'est la raison pour laquelle on met une électrode en magnésium dans les chaudières en de façon à protéger l'.