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Electrode : de quoi s’agit-il et comment les comprendre ?

En physique, les électrodes se définissent comme étant des extrémités d’un conducteur électrique. Le conducteur aura pour tâche principale de conduire l’électricité et parmi les meilleurs conducteurs, les métaux comme l’argent, le cuivre ou l’or. Le rôle des électrodes sera de libérer ou de capter un courant électrique. On retrouve deux familles d’électrodes, les anodes qui sont les électrodes positives et les cathodes qui sont des électrodes négatives.

Différents types d’électrodes :

Les électrodes sont souvent présentes dans différents systèmes qui génèrent du courant électrique. Parmi ces systèmes, on retrouve l’électrolyse ou alors les piles. Les électrodes sont aussi utilisées lorsqu’il s’agit d’appareils électriques tels que les lampes, les radios ou les diodes à semi conducteurs. Parmi les domaines où interviennent les électrodes, on distingue :

  • Les électrodes pour électrolyse : l’électrolyse est une méthode pour réaliser diverses réactions chimiques faisant intervenir de l’électricité. Elle est au coeur de la conversion de l’énergie électrique en génie chimique, au contraire du principe de la pile. Afin d’effectuer une électrolyse, il faut disposer de deux électrodes avec un potentiel différent. Ce potentiel dépendra du couple réducteur/oxydant mis en jeu lors de la réaction. A chacune des deux électrodes, on assistera à une réaction d’oxydoréduction qui est provoquée par le courant électrique. L’une sera le siège d’une oxydation, un gain d’électrons ayant lieu à l’anode, et l’autre sera le siège d’une réduction qui est une perte d’électrons dans la cathode. Le courant entre par l’anode et sort par la cathode afin de favoriser donc les réactions chimiques.
  • Les piles : une pile est composée de deux compartiments qui contiennent une électrode chacun. La cathode sera siège d’une réduction alors que l’anode verra une oxydation s’y dérouler. Cette réaction d’oxydoréduction verra l’apparition d’un potentiel entre les deux électrodes qui pourra donc permettre d’utiliser la pile.
  • Chimie analytique : la chimie des solutions utilise les électrodes en très grande partie. Mises à part les réactions d’oxydoréduction, la chimie analytique fait intervenir les électrodes dans les potentiomètres qui mesurent les potentiels entre une électrode de mesure et une électrode de référence dont le potentiel est fixe. L’électrode de verre est également présente en pH-métrie.
  • Les électrodes transparentes : la recherche scientifique donne naissance aux nanotechnologies et aux électrodes transparentes avec des polymères contenant des nanofils en métal.

L’électrode en médecine :

Certains troubles nerveux dont peuvent souffrir certains patients sont résolus par ce que l’on appelle l’électrothérapie. Cette méthode de traitement consiste en l’administration de courant électrique avec une puissance relativement faible sur la surface de la peau. Le but de cette thérapie est de réduire graduellement les traumatismes du cerveau.