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F I C H E 1 6 – P i l e s r é d o x
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II Potentiel d’électrode
• Formule de NERNST
Pour le couple rédox associé à une électrode de la pile et dont la demi-équation électronique s’écrit, en milieu aqueux acide :
αOx + mH
+
(aq) + ne
−
= α
Red + pH 2 O
Le potentiel d’électrode, à T, s’écrit, en fonction des activités :
E Ox/Red = E
0
Ox/Red +
RT
n F
ln
a
α
Ox × a
m
H +
a
α
Red
Rappel sur les activités : consultez la fiche 9. L’activité du solvant H 2 O est
a solvant ≈ 1 et n’apparaît pas dans le terme logarithmique.
Puisque ln Y = log Y × ln 10, la formule de Nernst se réécrit, à 298 K :
E Ox/Red = E
0
Ox/Red +
0,059
n
log
a
α
Ox × a
m
H +
a
α
Red
Remarque : pour une espèce dissoute en solution, son activité est égale
à la valeur numérique de sa concentration exprimée en mol.L –1 ; pour un
gaz, son activité est égale à la valeur numérique de sa pression exprimée
en bar.
Exemple : Cl 2(g) + 2e
−
= 2Cl
−
(aq)
E Cl 2 /Cl − = E
0
Cl 2 /Cl − +
0,059
2
log
p Cl 2
[Cl
−
(aq) ] 2
• Potentiel et enthalpie libre
Pour un couple rédox intervenant dans une demi-pile :
1/2 G = −n F E Ox/Red
et
1/2 G
0
= −n F E
0
• Potentiel standard
Lorsque les concentrations des espèces dissoutes valent C
0 = 1 mol · L –1 et les pressions des gaz valent p
0 = 1 bar alors E Ox/Red = E
0
Ox/Red .