TRACÉ DU DIAGRAMME E–PH DE L’EAU, PRINCIPALES CONVENTIONS
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(les électrons sont évidemment captés par un oxydant).
pH
E / V
0
7,0
14,0
0,5
1,0
H 2 O
H 2 O
O 2 (g)
H 2 (g)
Figure 8.2 – Diagramme potentiel-pH de l’eau
Une solution dont le point représentatif (pH,E) est au-dessous de la droite inférieure,
tend à dépasser la pression de tracé p H 2 = 1 bar. Ceci signifie qu’il y a formation de
dihydrogène gazeux selon la réaction de réduction de l’eau :
2 H
+
+ H 2 O + 2 e
−
=
H 2 (g) + H 2 O
(les électrons sont fournis par un réducteur).
Entre les deux domaines, l’eau n’est ni réduite ni oxydée, elle est stable : on parle
de domaine de stabilité de l’eau. Le domaine supérieur est le domaine de formation
du dioxygène O 2 (g) tandis que le domaine inférieur est le domaine de formation du
dihydrogène H 2 (g). Notons que pour un pH fixé, plus le potentiel E s’élève plus les
espèces oxydées sont rencontrées. Cette observation peut se révèler utile dans certains
exercices proposant d’attribuer des domaines de stabilité.
Exercice résolu
Étude du couple MnO
−
4 /Mn 2+
Indiquer l’équation de la droite E = f (pH) du diagramme E−pH en acceptant pour
convention de frontière l’égalité des concentrations en espèces dissoutes.
Réponse : écrivons la demi-équation d’oxydoréduction correspondant au couple oxy-
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(les électrons sont évidemment captés par un oxydant).
pH
E / V
0
7,0
14,0
0,5
1,0
H 2 O
H 2 O
O 2 (g)
H 2 (g)
Figure 8.2 – Diagramme potentiel-pH de l’eau
Une solution dont le point représentatif (pH,E) est au-dessous de la droite inférieure,
tend à dépasser la pression de tracé p H 2 = 1 bar. Ceci signifie qu’il y a formation de
dihydrogène gazeux selon la réaction de réduction de l’eau :
2 H
+
+ H 2 O + 2 e
−
=
H 2 (g) + H 2 O
(les électrons sont fournis par un réducteur).
Entre les deux domaines, l’eau n’est ni réduite ni oxydée, elle est stable : on parle
de domaine de stabilité de l’eau. Le domaine supérieur est le domaine de formation
du dioxygène O 2 (g) tandis que le domaine inférieur est le domaine de formation du
dihydrogène H 2 (g). Notons que pour un pH fixé, plus le potentiel E s’élève plus les
espèces oxydées sont rencontrées. Cette observation peut se révèler utile dans certains
exercices proposant d’attribuer des domaines de stabilité.
Exercice résolu
Étude du couple MnO
−
4 /Mn 2+
Indiquer l’équation de la droite E = f (pH) du diagramme E−pH en acceptant pour
convention de frontière l’égalité des concentrations en espèces dissoutes.
Réponse : écrivons la demi-équation d’oxydoréduction correspondant au couple oxy-