Etude de l'électrodéposition de chrome à partir d'un électrolyte à base de chrome trivalent et de glycine

Chromium electrodeposition study based on a trivalent chromium and glycine industrial electrolyte

• Auteur / Autrice : Grégory Douglade
• Direction : Jacques Pagetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Complexométrie

Électrochimie

Spectroscopie

Résumé

La compréhension de l’électroréduction du chrome (III) en vue d’obtenir du chrome nécessite d’explorer la chimie du chrome (III) en solution, la formation d’espèces électroactives et leur réactivité électrochimique. Nous avons focalisé notre attention à l’étude des complexes au sein de la solution dans des cas simples ne comportant que le cation métallique et le ligand. Nous avons eu recours à la protométrie et à la spectrophotométrie d’absorption UV-Visible. L’évolution des divers spectres d’absorbances obtenus dans différentes conditions (pH, concentration, température, nature du ligand) et la mise en évidence de composés de référence tel que le chrome (III) hexahydraté, hydrolysé et du tris(glycinate) de chrome (III), nous permettent de déterminer partiellement les interactions entre le chrome (III) et la glycine. Ces résultats ont été transposés à un bain industriel en utilisant les mêmes composés, nous permettant ainsi de mieux comprendre le processus d’élaboration du bain et de son fonctionnement. La réactivité électrochimique du bain est étudiée en utilisant différentes électrodes de travail (platine, chrome, acier). Le processus électrochimique de réduction étudié prend place en deux étapes électrochimiques. Les réactions anodiques au travers de l’analyse des gaz et de l’évolution quantitative des divers composés sont déterminées. Enfin nous proposons un descriptif du mécanisme d’électroréduction du chrome (III) en chrome (0) comportant des étapes électrochimiques et chimiques.

To understand electroreduction process of trivalent chromium we have explored some aspects of chromium (III) chemistry (hydrolysis, complex formation …) and its electroreactivity for an industrial solution. For that, we have studied complexes formation for a simple case: a solution of trivalent chromium and ligand. Formation of complexes was analysed at different experimental conditions by using absorption spectroscopy and pHmetry. The comparison of several reference compounds absorbance spectra has allowed the partial identification of interactions between ligand and metallic cation. These results were transposed to an industrial solution to determine what sort of complexes could be formed in a specific experimental condition (high ionic force and concentration …) and to understand elaboration protocol of industrial solution. Electrochemical reactivity of trivalent chromium species was analyzed with several solutions and working electrodes (stainless steel, chromium and platinum). We have put in light that complexes of chromium (III)-glycine is necessary to obtain the reduction of trivalent chromium into metallic chromium and that electrochemical process takes place in two electrochemical steps at least. Finally anodic reactions were analyzed by gas analyses and determination of each compound amount after electrolysis. This setting in perspective of the two last chapters allows a description of electroreduction mechanism which includes electrochemical and chemical steps.