Contribution à l’étude du mécanisme de formation et de croissance d’un film passif sur le fer en milieu acide oxlique par des techniques électrochimiques

Abstract

Le but de ce travail est d ‘apporter une contribution à l’étude du mécanisme de formation et de croissance d’un film passif sur le fer en milieu acide oxilique. A l’aide de la voltamètrie cyclique linéaire de potentiel, nous avons étudié la passivation du fer dans différentes solutions d’acide oxalique. Les courbes voltampérométriques enregistrées sont caractérisées par un pic anodique correspondant à la formation d’un film passif d’oxalate du fer à la surface de l’électrode. L’étude de la variation de la densité de courant et du potentiel de pic en fonction de la racine carré de la vitesse de balayage, nous a montré que la passivation du fer dans l’acide oxalique obéit au mécanisme de dissolution-précipitation proposé par Muller selon la réaction électrochimique suivante : Fe+C₂O₄²⁻ FeC₂O₄+ 2 e- Une assimilation théorique a été effectuée pour renforcer le mécanisme proposé et interpréter les résultats expérimentaux. Les courbes intensité-temps nous ont permis de déterminer la cinétique de formation et de croissance de ce film. L’analyse des résultats obtenus montre que : - Dans les domaines de potentiel actif et pré passif, la croissance est régie par une nucléation progressive. - Dans le domaine de potentiel passif, plusieurs régions de cinétiques différentes ont été observées. Le modèle d’Okorie et Navak a été appliqué pour expliquer ces phénomènes. L’ensemble de ces résultats a été complété par des analyses en surfaces. Ainsi, à l’aide de la méthode de diffraction des rayons X, nous avons pu montrer que le film passif formé est constitué essentiellement par l’oxalate de fer bihydraté. ensuite, à partir des clichés obtenus par microscopie électronique à balayage, il nous a été facile de comprendre les différentes étapes de formation et de croissance du produit en question. Enfin ; l’étude de la complexation des ions ferreux en présence des ions oxalates nous a permis de mettre en évidence la formation de trois complexes successifs de type FeC₂O₄, (Fe(C₂O₄)₂)²⁻, (Fe(C₂O₄)₃)⁴⁻.