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CHAP. 8 – OXYDORÉDUCTION – DIAGRAMMES POTENTIEL-PH
Cette relation a été établie pour le couple oxydant-réducteur particulier de la forme
M n+ /M(s) mais il est correct de généraliser le raisonnement à tout autre couple
oxydant-réducteur sous la forme :
φ M − φ S =
μ Ox + nμ e − ,M − μ Red
nF
où Ox et Red désignent les formes oxydée et réduite d’un couple oxydant-réducteur,
n indique toujours le nombre d’électrons échangé dans la demi-équation d’oxydoréduction relative au couple étudié et écrite sous la forme :
Ox + n e
−
=
Red
M désigne le conducteur métallique à la surface duquel a lieu la réaction d’échange
électronique. Un cas particulier retient l’attention : il s’agit du couple oxydant-réducteur H + /H 2 (g) engagé dans l’électrode standard à hydrogène. Lorsque l’équilibre :
H 2 (g)
=
2 H
+
+ 2 e
−
est réalisé à la surface d’une électrode de platine, le potentiel est fourni par la relation :
φ Pt − φ S =
2μ H + + 2μ e − , Pt − μ H 2
2F
.
Dans le cas où les participants sont dans leur état standard respectif, il vient :
φ Pt − φ S =
2μ ◦
H + + 2μ e − , Pt − μ ◦
H 2
2F
=
μ e − , Pt
F
puisque par convention on pose μ ◦
H 2
= 2μ ◦
H + quelle que soit la température.
1.2 Force électromotrice d’une pile et potentiel d’oxydoréduction. Affinité chimique
a) Définitions, structure d’une pile (rappels)
Pile et demi-pile. Une pile est un dispositif chimique susceptible de fournir de l’énergie électrique (circulation d’électrons) à un circuit extérieur. Elle est constituée de
deux cellules distinctes dont la communication est assurée par une circulation d’ions
(pont ionique ou pont salin). Chaque cellule, appelée demi-pile, contient les deux
membres d’un couple oxydant-réducteur.
Électrodes, schématisation d’une pile. Une électrode est un système constitué de
deux phases en contact pouvant être le siège d’un transfert de charge (d’une phase
vers l’autre). La séparation entre ces deux phases (qui correspond physiquement à
une surface dans l’espace) est notée conventionnellement par un trait |. Ces deux
CHAP. 8 – OXYDORÉDUCTION – DIAGRAMMES POTENTIEL-PH
Cette relation a été établie pour le couple oxydant-réducteur particulier de la forme
M n+ /M(s) mais il est correct de généraliser le raisonnement à tout autre couple
oxydant-réducteur sous la forme :
φ M − φ S =
μ Ox + nμ e − ,M − μ Red
nF
où Ox et Red désignent les formes oxydée et réduite d’un couple oxydant-réducteur,
n indique toujours le nombre d’électrons échangé dans la demi-équation d’oxydoréduction relative au couple étudié et écrite sous la forme :
Ox + n e
−
=
Red
M désigne le conducteur métallique à la surface duquel a lieu la réaction d’échange
électronique. Un cas particulier retient l’attention : il s’agit du couple oxydant-réducteur H + /H 2 (g) engagé dans l’électrode standard à hydrogène. Lorsque l’équilibre :
H 2 (g)
=
2 H
+
+ 2 e
−
est réalisé à la surface d’une électrode de platine, le potentiel est fourni par la relation :
φ Pt − φ S =
2μ H + + 2μ e − , Pt − μ H 2
2F
.
Dans le cas où les participants sont dans leur état standard respectif, il vient :
φ Pt − φ S =
2μ ◦
H + + 2μ e − , Pt − μ ◦
H 2
2F
=
μ e − , Pt
F
puisque par convention on pose μ ◦
H 2
= 2μ ◦
H + quelle que soit la température.
1.2 Force électromotrice d’une pile et potentiel d’oxydoréduction. Affinité chimique
a) Définitions, structure d’une pile (rappels)
Pile et demi-pile. Une pile est un dispositif chimique susceptible de fournir de l’énergie électrique (circulation d’électrons) à un circuit extérieur. Elle est constituée de
deux cellules distinctes dont la communication est assurée par une circulation d’ions
(pont ionique ou pont salin). Chaque cellule, appelée demi-pile, contient les deux
membres d’un couple oxydant-réducteur.
Électrodes, schématisation d’une pile. Une électrode est un système constitué de
deux phases en contact pouvant être le siège d’un transfert de charge (d’une phase
vers l’autre). La séparation entre ces deux phases (qui correspond physiquement à
une surface dans l’espace) est notée conventionnellement par un trait |. Ces deux