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Concept
Coulométrie
Résumé
La coulométrie est le nom donné à un groupe de techniques en chimie analytique permettant de déterminer la quantité de matière transformée durant une électrolyse en mesurant la quantité d'électricité (exprimée en coulombs) consommée ou produite. Cette technique a été nommée d'après Charles-Augustin Coulomb.
Il existe deux catégories de techniques coulométriques :
la coulométrie à potentiel constant consiste à maintenir le potentiel électrique (exprimé en volts) constant durant la réaction en utilisant un potentiostat ;
le titrage coulométrique ou coulométrie à courant constant, consiste à maintenir l'intensité du courant (exprimée en ampères) constante en utilisant un ampérostat.
Dans les deux cas, la quantité d'électricité Q ayant traversé le système pendant le temps (exprimé en secondes) de l'expérience est exprimée de la manière suivante :
où est la mesure du courant en fonction du temps.
La charge peut alors être reliée à la quantité de matière transformée grâce à la loi de Faraday.
La coulométrie à potentiel constant est une technique permettant l'électrolyse d'un échantillon en maintenant constant le potentiel de l'électrode de travail. Ce potentiel constant est appliqué suffisamment longtemps pour que l'oxydation ou la réduction de toutes les espèces en solution soit complète. Pendant que les espèces électroactives sont consommées, le courant décroît également, jusqu'à approcher zéro lorsque la réaction est complète. La masse de l'échantillon, sa masse moléculaire, le nombre d'électrons mis en jeu dans la réaction d'oxydoréduction et le nombre d'électrons transférés durant l'expérience sont tous reliés par la loi de Faraday. Il en découle que lorsque trois de ces valeurs sont connues, la quatrième peut alors être calculée.
Cette méthode est souvent utilisée pour déterminer le nombre d'électrons consommés lors d'une réaction observée par voltammétrie. Elle peut également permettre de produire une solution d'espèces ayant un état d'oxydation parfois inaccessible via d'autres méthodes chimiques.
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