Principe

En milieu aqueux, le demi-couple associé au dioxygène est le moteur de corrosion :

\(\textrm O_2 \textrm{(g)}+4.\textrm H^+ \textrm{(aq)}+4.\textrm e^- \leftrightarrow 2.\textrm H_2\textrm O\textrm{ }      \textrm{ }E°=+1\textrm,23 \textrm{V/ENH}\)

\(E\) est une fonction du \(\textrm{pH}\) (dans la pratique, le dioxygène passe par un état dissous)

Remarque

Le potentiel de ce couple dépend du \(\textrm{pH}\) puisque \(\textrm H^+\) entre dans l'équilibre. Ainsi, à \(25 °\textrm C\):

\(E\textrm{(pH)}=E°-\Big(\frac{RT\ln10}{F}\Big)\times\textrm{pH}=E°-0\textrm,06\times\textrm{pH}\)

La molécule de dioxygène \(\textrm O_2\) est susceptible d'oxyder de nombreux réducteurs (tels que leur potentiel d'équilibre redox \(E\) est inférieur à 1,23 V), mais la réaction est souvent extrêmement lente à température ambiante.

Voici quelques métaux bien connus, pour lesquels les potentiels standard des couples en milieu acide sont donnés :

  • \(\textrm{Au/Au}^{3+} : 1\textrm,83 \textrm{V/ENH}\)

  • \(\textrm{Cu/Cu}^{2+} : 0\textrm,34 \textrm{V/ENH}\)

  • \(\textrm{Fe/Fe}^{2+} : -0\textrm,44 \textrm{V/ENH}\)

  • \(\textrm{Al/Al}^{3+} : -1\textrm,89 \textrm{V/ENH}\)

  • \(\textrm{Mg/Mg}^{2+} : -2\textrm,03 \textrm{V/ENH}\)

Exemple

Exemples

On voit donc que :

  • L'or n'est pas attaqué par l'oxygène dans l'eau (c'est pour cela aussi que c'est un métal « noble »). Il faudrait un oxydant plus puissant.

  • Le cuivre, le fer, l'aluminium et le magnésium peuvent être corrodés. La différence entre ces métaux provient de la cinétique de corrosion. En particulier, les oxydes et/ou hydroxydes formés sont solides et forment une couche plus ou moins poreuse sur le métal. Si cette couche est adhérente et dense, elle est protectrice : on parle alors de passivation ; c'est le cas de l'aluminium et, dans une moindre mesure, du cuivre. Par contre, sur le fer, l'oxyde/hydroxyde est poreux et faiblement adhérent (c'est la rouille) : celui-ci n'empêche donc pas la corrosion.