Chapitre 7 – Oxydoréduction et corrosion | Terminale Bac Pro (Grpt 1) | Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 2 mai 2026, 18:42
💡 Notions centrales : leçon §6 (corrosion par O₂), §9 (anode sacrificielle).
Mehdi, plombier chauffagiste, est appelé chez un client : son ballon d'eau chaude sanitaire (ECS) de 8 ans s'est percé par le fond et fuit dans la cave. Le ballon est neuf à comparer (un voisin du même immeuble a un ballon identique de 22 ans qui fonctionne encore !). Mehdi suspecte un défaut d'anode sacrificielle.
Mehdi vidange et démonte le ballon pour examiner l'intérieur. Il observe :
Dans un ballon ECS, l'eau contient des ions et de l'oxygène dissous. La cuve en acier (Fe) devrait normalement s'oxyder selon : Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ (corrosion de l'acier).
Pour protéger l'acier, on installe une anode en magnésium (Mg). Le magnésium est plus réducteur que le fer dans la classification électrochimique (Mg²⁺/Mg est plus haut que Fe²⁺/Fe). C'est donc le magnésium qui s'oxyde en priorité :
Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ (l'anode se sacrifie)
Tant que le magnésium est présent, l'acier est protégé. Quand l'anode est complètement consommée, l'acier commence à s'oxyder et la cuve se perce — typiquement par le fond.
| Couple | Position dans la classification |
|---|---|
| Mg²⁺ / Mg | plus réducteur (haut) |
| Zn²⁺ / Zn | plus réducteur |
| Fe²⁺ / Fe | moyen |
| Cu²⁺ / Cu | moins réducteur (bas) |
Écrire la demi-équation d'oxydation de l'acier (fer) puis celle du magnésium.
Dans les deux cas, le métal perd 2 électrons et devient un cation 2+. C'est une oxydation.
Pourquoi est-ce le magnésium qui s'oxyde plutôt que le fer dans le ballon ? Justifier en utilisant la classification électrochimique (indice 4).
Dans la classification électrochimique, le couple Mg²⁺/Mg est situé plus haut que Fe²⁺/Fe. Cela signifie que le magnésium est un réducteur plus fort que le fer.
Quand 2 métaux sont en contact dans un milieu conducteur (eau ionisée), c'est le réducteur le plus fort qui s'oxyde en premier. Donc le Mg est consommé tandis que le Fe est protégé.
C'est exactement le principe de l'anode sacrificielle : on sacrifie volontairement un métal moins cher (Mg) pour protéger un métal plus cher (Fe) ou plus important (la cuve du ballon).
Diagnostic : pourquoi le ballon du client s'est-il percé alors qu'il y avait une anode ? Quel signal Mehdi aurait-il pu surveiller pour anticiper ?
Cause : l'anode magnésium était complètement consommée (92 % rongée, ne restait que l'âme métallique en acier inoxydable au centre + quelques résidus). Sans Mg restant, la protection cathodique a cessé. À partir de ce moment, c'est l'acier de la cuve qui s'est mis à s'oxyder, jusqu'au perçage par le fond (où l'eau stagne et le dépôt de boues est maximal).
Signal d'alerte : il faut contrôler l'anode tous les 2 ans environ. Si elle est rongée à plus de 50 %, la remplacer immédiatement. Coût d'une anode neuve : 30-50 € + 1 h de pose. C'est 30 fois moins cher que de remplacer le ballon entier (800-1 500 €).
Sur le ballon du voisin (22 ans en service), l'anode a probablement déjà été remplacée 2 ou 3 fois.
Calculer la quantité de matière n(Mg) consommée pendant 8 ans, sachant que 550 g de magnésium ont été oxydés. Combien d'électrons ont été libérés (en moles) ?
Ce sont ces ~ 46 moles d'électrons qui ont protégé la cuve d'acier pendant 8 ans en réduisant le dioxygène dissous au lieu de laisser s'oxyder le fer.
Le client demande : « Et si vous mettiez une anode en cuivre ? Le cuivre ne rouille pas, ce serait mieux. » Cette idée est-elle correcte ? Justifier.
NON, l'idée est incorrecte — c'est même catastrophique !
Le cuivre est moins réducteur que le fer (couple Cu²⁺/Cu en bas de la classification). Si on installait une anode en cuivre dans un ballon en acier :
Règle absolue : l'anode sacrificielle doit toujours être plus réductrice que le métal à protéger. Pour protéger l'acier, on choisit Mg, Zn ou Al (jamais Cu, Ag, Au).
Rédiger en 5 lignes le compte-rendu d'intervention de Mehdi avec :
Compte-rendu — Ballon ECS percé — 2 mai 2026.
Diagnostic : votre ballon (8 ans) s'est percé par le fond suite à la consommation totale de l'anode sacrificielle en magnésium (vérifiée à 92 % rongée à l'ouverture). Sans magnésium restant pour se sacrifier, c'est l'acier de la cuve qui s'est oxydé jusqu'au trou. Cette panne aurait été évitée par un contrôle régulier de l'anode.
Solution : installation d'un nouveau ballon ECS de 200 L (1 200 € posé), équipé d'une anode magnésium neuve de série.
Conseil entretien : faire contrôler l'anode tous les 2 ans. Si rongée à plus de 50 %, la remplacer (30-50 €). Avec ce simple geste, votre ballon peut durer 20-25 ans au lieu de 8.