Électrolyte
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Un électrolyte est un milieu conducteur ionique.
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[modifier] Historique
C'est le phénomène de dissociation électrolytique, dont la théorie a été formulée par Svante August Arrhenius en 1887 puis perfectionnée par Peter Debye et Erich Hückel, qui explique la conductibilité électrolytique. Cette théorie fut complétée par Gilbert Newton Lewis. La substance dissoute est décomposée en deux groupements simples ou complexes de charge électrique opposée appelés ions. Lors du passage du courant, il y a transport des ions vers les électrodes ; l'ion positif se dirige vers la cathode, d'où son nom de cation (ion hydrogène, ions métalliques, etc.) et l'ion négatif ou anion vers l'anode.
Traditionnellement, on distingue les électrolytes forts, qui sont dissociés complètement en solution diluée (bases et acides forts et leurs sels), et les électrolytes faibles, qui ne sont que partiellement dissociés (la plupart des acides organiques).
[modifier] Composition
Un électrolyte est obtenu par dissolution ou fusion d'un sel, d'un acide ou d'une base. Il est constitué d'un solvant polaire (eau ou solvant organique) et d'un soluté (sel, acide, base). Le solvant polaire, par phénomène de solvatation des ions par une ou plusieurs molécules de ce solvant, assure à la fois la dissolution du soluté et sa dissociation ionique en anions chargés négativement et en cations chargés positivement. La solution électrolytique étant électriquement neutre, les charges positives et les charges négatives s'équilibrent. La dissociation en ions d'un sel, d'une base, ou d'un acide en solution est assurée par l'énergie de solvatation des ions par le solvant polaire.
[modifier] Électrolytes naturels
Certains électrolytes sont naturellement présents dans le réseau sanguin. On parle alors d’électrolyte sanguin.
[modifier] Électrolytes les plus connus
- les solutions d'acide sulfurique des batteries au plomb ;
- les solutions de potasse 5 à 8M des batteries alcalines de types Ni-Cd ou Ni-MH ;
- les solutions de LiPF6 dans des mélanges de solvants organiques de types « carbonates » des batteries lithium-ion;
- les solutions de sulfate de Cuivre, ou de Zinc ou de Nickel en milieu acide sulfurique utilisés pour les revêtements électrolytiques à anodes solubles ;
- les sels fondus à base d'alumine et de cryolithe pour l'électrosynthèse de l'Aluminium. (Voir l'article détaillé Réduction électrolytique de l'aluminium.)
[modifier] Principe
Les transferts de charges électriques au sein de l'électrolyte sont assurés par les cations et les anions qui se déplacent dans des directions opposées. Les anions circulent en sens inverse du sens conventionnel du courant, les cations dans le sens de ce courant. La part relative des charges transportées par les uns ou par les autres est quantifiée par les nombres de transport de telle sorte que la somme des nombres de transport soit égale à un.
Plus un nombre de transport est voisin de un et plus la part de transfert de charge de l'ion concerné sera importante.
