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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 532 — #540
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CHAPITRE 9 – OXYDORÉDUCTION
anions rejoignent la demi-pile contenant le couple oxydant-réducteur Zn 2+ /Zn(s) (et donc
l’anode) tandis que les cations rejoignent la demi-pile contenant le couple oxydant-réducteur
Cu
2+ /Cu(s) (et donc la cathode).
Dans l’écriture conventionnelle d’une pile, le pôle positif est traditionnellement placé à droite ; la pile DANIELL est schématisée :
Zn(s)/Zn
2+ // Cu
2+ /Cu(s)
plutôt que :
Cu(s)/Cu
2+ // Zn
2+ /Zn(s).
La force électromotrice est alors positive.
La somme des équations ayant lieu à la cathode et à l’anode (ne faisant pas intervenir d’électron) constitue l’équation-bilan de fonctionnement de la pile, il s’agit de l’équation de pile
(qui est une réaction spontanée, c’est-à-dire ayant lieu sans apport extérieur d’énergie). Dans
le cas de la pile DANIELL, l’équation de pile s’écrit :
Zn (s) + Cu
2+
=
Zn
2+
+ Cu (s).
Une étude quantitative des phénomènes de pile nécessite une introduction précise de la notion
de potentiel d’électrode et de potentiel d’oxydoréduction.
2.3 Potentiel d’électrode, potentiel d’oxydoréduction
La différence de potentiel mesurée entre les bornes d’une pile dépend des réactions se déroulant à chaque électrode. Si on souhaite comparer le comportement de deux électrodes,
il est nécessaire que l’une des deux électrodes soit, par convention, une électrode toujours
identique qui servira à la constitution de la pile.
Potentiel (relatif) d’électrode
Par convention le potentiel d’électrode relatif à une électrode donnée correspond à la force
électromotrice ( f .e.m. ou tension à vide) de la pile dont le pôle de droite (dans la représentation conventionnelle de la pile) est constitué par l’électrode considérée et dont le pôle de
gauche est constitué d’une électrode standard à hydrogène.
Une électrode standard à hydrogène fait intervenir le couple H + /H 2 (g). L’électrode est constituée de platine, au contact d’une solution contenant des ions H + (a H + = 1) et dans laquelle
barbote du dihydrogène à la pression partielle p H 2 = 1 bar. Par convention, son potentiel est
pris égal à 0,00 V quelle que soit la température.
Notons que le potentiel relatif d’électrode est une grandeur algébrique.
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anions rejoignent la demi-pile contenant le couple oxydant-réducteur Zn 2+ /Zn(s) (et donc
l’anode) tandis que les cations rejoignent la demi-pile contenant le couple oxydant-réducteur
Cu
2+ /Cu(s) (et donc la cathode).
Dans l’écriture conventionnelle d’une pile, le pôle positif est traditionnellement placé à droite ; la pile DANIELL est schématisée :
Zn(s)/Zn
2+ // Cu
2+ /Cu(s)
plutôt que :
Cu(s)/Cu
2+ // Zn
2+ /Zn(s).
La force électromotrice est alors positive.
La somme des équations ayant lieu à la cathode et à l’anode (ne faisant pas intervenir d’électron) constitue l’équation-bilan de fonctionnement de la pile, il s’agit de l’équation de pile
(qui est une réaction spontanée, c’est-à-dire ayant lieu sans apport extérieur d’énergie). Dans
le cas de la pile DANIELL, l’équation de pile s’écrit :
Zn (s) + Cu
2+
=
Zn
2+
+ Cu (s).
Une étude quantitative des phénomènes de pile nécessite une introduction précise de la notion
de potentiel d’électrode et de potentiel d’oxydoréduction.
2.3 Potentiel d’électrode, potentiel d’oxydoréduction
La différence de potentiel mesurée entre les bornes d’une pile dépend des réactions se déroulant à chaque électrode. Si on souhaite comparer le comportement de deux électrodes,
il est nécessaire que l’une des deux électrodes soit, par convention, une électrode toujours
identique qui servira à la constitution de la pile.
Potentiel (relatif) d’électrode
Par convention le potentiel d’électrode relatif à une électrode donnée correspond à la force
électromotrice ( f .e.m. ou tension à vide) de la pile dont le pôle de droite (dans la représentation conventionnelle de la pile) est constitué par l’électrode considérée et dont le pôle de
gauche est constitué d’une électrode standard à hydrogène.
Une électrode standard à hydrogène fait intervenir le couple H + /H 2 (g). L’électrode est constituée de platine, au contact d’une solution contenant des ions H + (a H + = 1) et dans laquelle
barbote du dihydrogène à la pression partielle p H 2 = 1 bar. Par convention, son potentiel est
pris égal à 0,00 V quelle que soit la température.
Notons que le potentiel relatif d’électrode est une grandeur algébrique.
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