288 Chimie pour les étudiants en médecine ...
Démonstration 13.1 : la relation existant entre l'énergie libre
et le potentiel de réduction
Il s'agit ici de démontrer l'équation suivante :
b.G0 = -nb.EJF
(D 13.1)
La quantité de travail (w) qu'une mole de réactifs et produits peuvent
exécuter est équivalente à l'énergie libre que l'on peut obtenir du système, ou
b.G0 = w
Dans le cas d'une réaction qui transfère n moles d'électrons à une diffé rence de potentiel électrochimique b.E, la quantité de travail que l'on
peut obtenir est
w = -nb.EJF
où Fest la constante de Faraday (96.485 J v- 1 mol- 1 ). La constante F
résulte du calcul de la charge électrique d'une mole d'électrons.
Enfin, comme D.G0 = w, D.G0 = -nb.EJF.
Démonstration 13.2 : l'équation de Nernst
Cette démonstration débute avec l'équation suivante :
•
[P] "
f'>.G = f'>.G + 2,3R T l og 10 [Sj'
(D 13.2)
pour la réaction sS � pP. L'é quation D 13.l peut êt 11, e convertie sous
la forme suivante :
-
f'>.G
= f'>.E
nF
de sorte qu'en divisant l'équation D 13.2 par -nF, on peut passer du
b.G au b.E, comme suit :
qui devient
_Ag_ =
f'>.G" +
2, 3RT l og io [P)�
- nF
- nF
- nF
[S]
f'>.E = f'>.E' _
2, 3RT
l
[P) P
nF
og 10 [S]'
(D 13.3)
Si on prend en considération la réaction « Oxydant + ne- - Réducteur »,
l'équation D 13.3 devient :
f'>.E f'>.E '
2, 3RT 1
[Réducteur]
=
- ----; ;p ogio [Oxydant)
ce que Nernst a exprimé comme suit :
f'>.E f'>.E'
2,3R T l
[Oxydant]
=
+ ----; ;p og io [Réducteur)