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24 Potentiel d’équilibre
d’un couple redox
1. EN QUELQUES MOTS…
Deux espèces chimiques qui appartiennent à un couple redox sont susceptibles d’échanger
des électrons par l’intermédiaire d’une électrode immergée dans la solution. Lorsque le système est à l’équilibre, les concentrations des formes oxydées et réduites sont fixées. Il est
alors possible de définir pour le système un potentiel d’équilibre (l’unité est le volt) dont la
valeur est calculable grâce à la relation de Nernst (physicien et chimiste allemand, 1864-1941).
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
Pour un couple redox (Ox/Red), on peut associer une demi-équation redox.
a Ox + ne – F b Red
La relation de Nernst permet de déterminer le potentiel d’équilibre du couple (Ox/Red).
Cette relation tient compte des activités de l’oxydant et du réducteur, de la température et du
nombre d’électrons échangés. Par commodité de calcul, le logarithme népérien (ln) est souvent
transformé à 25 °C en logarithme décimal (log).
R est la constante des gaz parfaits (8,314 J.K -1 .mol –1 ).
F est la constante de Faraday (96 500 C.mol –1 ).
T est la température du milieu exprimée en Kelvin (0 °C = 273 K).
En fonction de l’état physique des espèces chimiques (solide, liquide ou gaz), les activités
seront assimilées à des concentrations molaires ou à des pressions (Fiche 60).
Dans le cas où la demi-équation redox fait intervenir des protons, il faudra les faire apparaître
dans l’expression de la relation de Nernst.
Afin de pouvoir comparer les différents couples redox en fonction de leur potentiel, il faut
définir des conditions standard qui ne dépendent pas de la composition de la solution étudiée :
On remarque alors que le potentiel d’un couple redox peut aussi dépendre de la quantité
de protons présents en solution, donc du pH de la solution.
eq
a(Ox)
E (Ox / Red) E (Ox / Red)
a(Re d)
a(Ox)
E (Ox / Re d)
RT ln
nF
0, 059 log
n
a(Re d)
α
β
α
β
= °
+
= °
+
(si T = 298 K)
2
Ox ne
mH
Re d yH O
−
+
α +
+
β
+
m
eq
0, 059
a(Ox)
E (Ox / Red) E (Ox / Red)
log
n
a(Re
a(H
d
)
)
+
α
β
×
= °
+
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24 Potentiel d’équilibre
d’un couple redox
1. EN QUELQUES MOTS…
Deux espèces chimiques qui appartiennent à un couple redox sont susceptibles d’échanger
des électrons par l’intermédiaire d’une électrode immergée dans la solution. Lorsque le système est à l’équilibre, les concentrations des formes oxydées et réduites sont fixées. Il est
alors possible de définir pour le système un potentiel d’équilibre (l’unité est le volt) dont la
valeur est calculable grâce à la relation de Nernst (physicien et chimiste allemand, 1864-1941).
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
Pour un couple redox (Ox/Red), on peut associer une demi-équation redox.
a Ox + ne – F b Red
La relation de Nernst permet de déterminer le potentiel d’équilibre du couple (Ox/Red).
Cette relation tient compte des activités de l’oxydant et du réducteur, de la température et du
nombre d’électrons échangés. Par commodité de calcul, le logarithme népérien (ln) est souvent
transformé à 25 °C en logarithme décimal (log).
R est la constante des gaz parfaits (8,314 J.K -1 .mol –1 ).
F est la constante de Faraday (96 500 C.mol –1 ).
T est la température du milieu exprimée en Kelvin (0 °C = 273 K).
En fonction de l’état physique des espèces chimiques (solide, liquide ou gaz), les activités
seront assimilées à des concentrations molaires ou à des pressions (Fiche 60).
Dans le cas où la demi-équation redox fait intervenir des protons, il faudra les faire apparaître
dans l’expression de la relation de Nernst.
Afin de pouvoir comparer les différents couples redox en fonction de leur potentiel, il faut
définir des conditions standard qui ne dépendent pas de la composition de la solution étudiée :
On remarque alors que le potentiel d’un couple redox peut aussi dépendre de la quantité
de protons présents en solution, donc du pH de la solution.
eq
a(Ox)
E (Ox / Red) E (Ox / Red)
a(Re d)
a(Ox)
E (Ox / Re d)
RT ln
nF
0, 059 log
n
a(Re d)
α
β
α
β
= °
+
= °
+
(si T = 298 K)
2
Ox ne
mH
Re d yH O
−
+
α +
+
β
+
m
eq
0, 059
a(Ox)
E (Ox / Red) E (Ox / Red)
log
n
a(Re
a(H
d
)
)
+
α
β
×
= °
+
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