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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 538 — #546
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CHAPITRE 9 – OXYDORÉDUCTION
3 Types d’électrodes
3.1 Électrodes de première espèce
Il s’agit de demi-piles constituées par une électrode métallique au contact de l’un de ses ions
en solution ou bien d’électrodes à gaz engageant un gaz au contact d’un ion correspondant à
une forme oxydée ou réduite du gaz.
Électrodes métalliques
Un métal est au contact de l’un de ses ions en solution. La pile DANIELL fait intervenir
deux électrodes de première espèce de type métallique. Pour un métal M trempant dans une
solution d’ions M n+ , le potentiel d’oxydoréduction prend à 25 °C la forme :
E = E
◦
M n+ /M +
0, 06
n
log
M
n+
/ V.
Ce type d’électrode est qualifié d’électrode indicatrice. En effet le potentiel E est directement relié à la concentration des ions M n+ en solution. Une mesure de potentiel permet
d’estimer la concentration des ions. Une photo de l’électrode d’argent est donnée figure 9.6.
FIGURE 9.6 – Photo d’une électrode d’argent
Le potentiel d’un fil d’argent plongé dans une solution contenant des ions Ag
+ est directement
lié à la concentration en ions Ag
+ par la relation (à 25 °C) :
E = E
◦
Ag + /Ag + 0, 06 log
Ag
+
/ V.
Il ne faut pas croire que tout métal peut être utilisé directement pour effectuer une mesure
de concentration de ses ions. Plusieurs causes possibles de non fonctionnement peuvent être
recensées : citons l’oxydation préalable du métal qui crée en surface une couche isolante (cas
de l’alumine Al 2 O 3 sur l’aluminium Al) ou encore l’existence de réactions d’oxydoréduction
avec le solvant ou avec des ions de la solution. Ainsi on ne peut pas utiliser une électrode de
sodium Na(s) en solution aqueuse (réaction avec le solvant) ou une électrode de zinc Zn(s)
en présence d’une solution contenant des ions Cu
2+ : nous avons vu qu’une réaction a lieu
selon l’équation :
Zn (s) + Cu
2+
=
Zn
2+
+ Cu (s).
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3 Types d’électrodes
3.1 Électrodes de première espèce
Il s’agit de demi-piles constituées par une électrode métallique au contact de l’un de ses ions
en solution ou bien d’électrodes à gaz engageant un gaz au contact d’un ion correspondant à
une forme oxydée ou réduite du gaz.
Électrodes métalliques
Un métal est au contact de l’un de ses ions en solution. La pile DANIELL fait intervenir
deux électrodes de première espèce de type métallique. Pour un métal M trempant dans une
solution d’ions M n+ , le potentiel d’oxydoréduction prend à 25 °C la forme :
E = E
◦
M n+ /M +
0, 06
n
log
M
n+
/ V.
Ce type d’électrode est qualifié d’électrode indicatrice. En effet le potentiel E est directement relié à la concentration des ions M n+ en solution. Une mesure de potentiel permet
d’estimer la concentration des ions. Une photo de l’électrode d’argent est donnée figure 9.6.
FIGURE 9.6 – Photo d’une électrode d’argent
Le potentiel d’un fil d’argent plongé dans une solution contenant des ions Ag
+ est directement
lié à la concentration en ions Ag
+ par la relation (à 25 °C) :
E = E
◦
Ag + /Ag + 0, 06 log
Ag
+
/ V.
Il ne faut pas croire que tout métal peut être utilisé directement pour effectuer une mesure
de concentration de ses ions. Plusieurs causes possibles de non fonctionnement peuvent être
recensées : citons l’oxydation préalable du métal qui crée en surface une couche isolante (cas
de l’alumine Al 2 O 3 sur l’aluminium Al) ou encore l’existence de réactions d’oxydoréduction
avec le solvant ou avec des ions de la solution. Ainsi on ne peut pas utiliser une électrode de
sodium Na(s) en solution aqueuse (réaction avec le solvant) ou une électrode de zinc Zn(s)
en présence d’une solution contenant des ions Cu
2+ : nous avons vu qu’une réaction a lieu
selon l’équation :
Zn (s) + Cu
2+
=
Zn
2+
+ Cu (s).
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