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Protection de l’acier
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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE
90 minutes

3
Protection de l’acier




L’acier est un mélange de différents métaux, dont le fer, qui réagit facilement avec le dioxygène présent dans l’eau et l’air. Pourtant, beaucoup de pièces en acier composent l’équipement des bateaux.

➜ Comment protéger le fer de la corrosion grâce au zinc ?


Objectifs

  • Relier la durée, l’intensité du courant et les quantités de matière de produits formés.
  • Déterminer les variations de quantités de matière.


Doc. 1
Principe de l’électrozingage

Par électrolyse, une fine couche de zinc est formée sur la pièce à protéger en acier. Le fer contenu dans l’acier ne subit pas de transformation lors de l’électrozingage. L’électrolyte est constitué d’une solution aqueuse de chlorure de zinc.

Principe de l’électrozingage

Lors de l'électrolyse, la charge électrique est liée à la quantité d'électrons échangés

Doc. 2
Matériel nécessaire

  • Générateur réglable
  • Bécher haut
  • Plaque de zinc
  • Plaque de fer
  • Fils et pinces crocodiles
  • Agitateur magnétique et turbulent
  • Chronomètre
  • Balance de précision au centième de gramme
  • Solution de chlorure de zinc et solution de chlorure d’ammonium
  • Sèche-cheveux
  • Ampèremètre

Doc. 3
Protocole

  • Décaper la plaque de fer à l’aide d’une paille de fer.
  • Peser précisément les deux plaques.
  • Réaliser le montage d’électrolyse.
  • Régler l’intensité du courant à une valeur comprise entre et A.
  • Réaliser l’électrolyse pendant min exactement en maintenant le courant constant et en agitant constamment.
  • Au bout de min, arrêter l’électrolyse.
  • Observer la plaque de fer, la sécher et la peser.
  • Sécher et peser la plaque de zinc.

Données

  • Couples d'oxydoréduction : et
  • Caractéristiques du zinc : g·mol‑1 et g·cm‑3
  • Constante de Faraday : C·mol‑1

Compétences

REA : Mettre en œuvre un protocole

APP : Faire un brouillon comprenant schéma, données et notions

VAL : Exploiter un ensemble de mesures

Questions

1. Avant de réaliser l'expérience, écrire les demi‑équations des deux couples d'oxydoréduction mis en jeu.


2. Préciser dans quel sens se produisent les réactions aux électrodes.


3. En déduire quel métal joue le rôle d’anode dans cette électrolyse.


4. Après avoir réalisé l’expérience, compléter le schéma avec les réactions aux électrodes. Pour écrire sur ce schéma, veuillez cliquer sur l’image et utiliser notre outil de dessin.

Principe de l’électrozingage

5. Déterminer la variation de masse des électrodes à partir des pesées.


6. Calculer la valeur théorique de la variation de masse précédente. Commenter.
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Synthèse de l'activité

On parle ici d'anode sacrificielle pour qualifier le zinc. Proposer une explication.
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