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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 625 — #633
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DIAGRAMME E-PH DU CUIVRE
La valeur numérique de E ◦
Cu 2 O(s)/Cu peut être rapidement déterminée par continuité du potentiel relatif au couple Cu(+I)/Cu(0) en pH = 1, 0. Ainsi le potentiel prend la forme :
E = 0, 46 − 0, 06pH / V.
Dans la même gamme de pH, le couple Cu
2+ /Cu
+ est pour sa part remplacé par le couple engageant l’espèce Cu 2 O(s) alors présente, il s’agit du couple Cu
2+ /Cu 2 O(s). La demi-équation
d’oxydoréduction associée s’écrit :
2 Cu
2+
+ H 2 O + 2 e
−
=
Cu 2 O (s) + 2 H
+ .
Le potentiel d’équilibre est fourni à 298 K par :
E = E ◦
Cu 2+ /Cu 2 O(s)
+
0, 06
2
log
[Cu
2+ ] 2
[H + ] 2
= C + 0, 06pH / V
avec C = E ◦
Cu 2+ /Cu 2 O(s)
+ 0, 06 log(c tra ) grandeur constante. La valeur numérique de C peut
être déterminée par continuité du potentiel relatif au couple Cu(+II)/Cu(+I) en pH = 1, 0.
Ainsi le potentiel prend la forme :
E = 0, 10 + 0, 06pH / V.
Il est inhabituel, mais tout à fait possible, de rencontrer un coefficient directeur positif dans un diagramme E-pH.
Pour pH > 5, 0 considérons tout d’abord le couple Cu 2 O(s)/Cu(s) dont l’équation d’oxydoréduction et le potentiel frontière sont inchangés par rapport à la situation évoquée dans la
gamme de pH comprise entre pH = 1, 0 et pH = 5, 0. Le potentiel s’écrit à 298 K :
E = 0, 46 − 0, 06pH / V.
Considérons ensuite le couple oxydant-réducteur Cu(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) (qui remplace dans
cette gamme de pH le couple Cu
2+ /Cu 2 O(s)). La demi-équation d’oxydoréduction s’écrit :
2 Cu(OH) 2 (s) + 2 H
+
+ 2 e
−
=
Cu 2 O(s) + 3 H 2 O.
Le potentiel d’équilibre prend alors à 298 K la forme :
E = E ◦
Cu(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) +
0, 06
2
log([H + ] 2 ) = E ◦
C(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) − 0, 06pH / V
La grandeur E ◦
Cu(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) constante est déterminée par continuité du potentiel relatif
au couple Cu(+II)/Cu(+I) en pH = 5, 0 : ainsi le potentiel d’oxydoréduction prend la forme :
E = 0, 70 − 0, 06pH / V.
Le tracé du diagramme conduit au résultat présenté à la figure 10.9.
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DIAGRAMME E-PH DU CUIVRE
La valeur numérique de E ◦
Cu 2 O(s)/Cu peut être rapidement déterminée par continuité du potentiel relatif au couple Cu(+I)/Cu(0) en pH = 1, 0. Ainsi le potentiel prend la forme :
E = 0, 46 − 0, 06pH / V.
Dans la même gamme de pH, le couple Cu
2+ /Cu
+ est pour sa part remplacé par le couple engageant l’espèce Cu 2 O(s) alors présente, il s’agit du couple Cu
2+ /Cu 2 O(s). La demi-équation
d’oxydoréduction associée s’écrit :
2 Cu
2+
+ H 2 O + 2 e
−
=
Cu 2 O (s) + 2 H
+ .
Le potentiel d’équilibre est fourni à 298 K par :
E = E ◦
Cu 2+ /Cu 2 O(s)
+
0, 06
2
log
[Cu
2+ ] 2
[H + ] 2
= C + 0, 06pH / V
avec C = E ◦
Cu 2+ /Cu 2 O(s)
+ 0, 06 log(c tra ) grandeur constante. La valeur numérique de C peut
être déterminée par continuité du potentiel relatif au couple Cu(+II)/Cu(+I) en pH = 1, 0.
Ainsi le potentiel prend la forme :
E = 0, 10 + 0, 06pH / V.
Il est inhabituel, mais tout à fait possible, de rencontrer un coefficient directeur positif dans un diagramme E-pH.
Pour pH > 5, 0 considérons tout d’abord le couple Cu 2 O(s)/Cu(s) dont l’équation d’oxydoréduction et le potentiel frontière sont inchangés par rapport à la situation évoquée dans la
gamme de pH comprise entre pH = 1, 0 et pH = 5, 0. Le potentiel s’écrit à 298 K :
E = 0, 46 − 0, 06pH / V.
Considérons ensuite le couple oxydant-réducteur Cu(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) (qui remplace dans
cette gamme de pH le couple Cu
2+ /Cu 2 O(s)). La demi-équation d’oxydoréduction s’écrit :
2 Cu(OH) 2 (s) + 2 H
+
+ 2 e
−
=
Cu 2 O(s) + 3 H 2 O.
Le potentiel d’équilibre prend alors à 298 K la forme :
E = E ◦
Cu(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) +
0, 06
2
log([H + ] 2 ) = E ◦
C(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) − 0, 06pH / V
La grandeur E ◦
Cu(OH) 2 (s)/Cu 2 O(s) constante est déterminée par continuité du potentiel relatif
au couple Cu(+II)/Cu(+I) en pH = 5, 0 : ainsi le potentiel d’oxydoréduction prend la forme :
E = 0, 70 − 0, 06pH / V.
Le tracé du diagramme conduit au résultat présenté à la figure 10.9.
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