• Électrode standard à hydrogène E.S.H.
Elle sert de référence des potentiels standard. Le couple rédox associé à cette demipile est H
+
(aq) /H 2(g) . Par convention : E
0
H + /H 2
= 0 quelque soit T.
L’écriture conventionnelle de la demi-pile est : Pt|H 2(g) |H
+
(aq) || (avec pH = 0 et
p H 2 = 1 bar). Son schéma est donné dans l’exercice 2.
Un classement des couples rédox est possible par réalisations de piles et mesures des
f.e.m. correspondantes.
III Grandeurs électriques
• Force électromotrice (f.é.m.)
On l’appelle aussi tension à vide de la pile (tension à courant débité nul) ; on la note
E et elle est égale, à tout instant, à la différence positive des potentiels d’électrodes
(calculés par la formule de NERNST) de la pile.
E = E cathode − E anode
• Quantité d’électricité
La quantité d’électricité Q (en coulomb C) délivrée par une pile rédox lorsqu’elle
débite un courant constant i pendant une durée t est :
Q = i × t
Cette quantité d’électricité est aussi : Q = n(e
−
) × F , où n(e
−
) représente la quantité (en mol) d’électrons échangés pendant la durée t.
É l e c t r o d e s t a n d a r d à h y d r o g è n e
On construit la pile :
− Pt|H 2(g) |H
+
(aq) ||Cu
2+
(aq) |Cu
+
(s) à l’aide d’une électrode à hydrogène.
1. Exprimez les potentiels d’électrode des deux couples rédox.
2. Quelles sont les expressions de ces potentiels dans les conditions standard avec
pH = 0 , p H 2 = 1 bar et [Cu
2+
(aq) ] = 1 mol · L
−1 . Représentez un schéma de la pile.
3. La mesure de la tension à vide aux bornes de la pile permet d’obtenir par extrapolation une f.e.m. E = 0,34 V. Quelle grandeur détermine-t-on ?
S o l u t i o n
1. La demi-équation électronique correspondant à la réduction cathodique s’écrit :
Cu
2+
(aq) + 2e
−
= Cu (s)
86
C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
Elle sert de référence des potentiels standard. Le couple rédox associé à cette demipile est H
+
(aq) /H 2(g) . Par convention : E
0
H + /H 2
= 0 quelque soit T.
L’écriture conventionnelle de la demi-pile est : Pt|H 2(g) |H
+
(aq) || (avec pH = 0 et
p H 2 = 1 bar). Son schéma est donné dans l’exercice 2.
Un classement des couples rédox est possible par réalisations de piles et mesures des
f.e.m. correspondantes.
III Grandeurs électriques
• Force électromotrice (f.é.m.)
On l’appelle aussi tension à vide de la pile (tension à courant débité nul) ; on la note
E et elle est égale, à tout instant, à la différence positive des potentiels d’électrodes
(calculés par la formule de NERNST) de la pile.
E = E cathode − E anode
• Quantité d’électricité
La quantité d’électricité Q (en coulomb C) délivrée par une pile rédox lorsqu’elle
débite un courant constant i pendant une durée t est :
Q = i × t
Cette quantité d’électricité est aussi : Q = n(e
−
) × F , où n(e
−
) représente la quantité (en mol) d’électrons échangés pendant la durée t.
É l e c t r o d e s t a n d a r d à h y d r o g è n e
On construit la pile :
− Pt|H 2(g) |H
+
(aq) ||Cu
2+
(aq) |Cu
+
(s) à l’aide d’une électrode à hydrogène.
1. Exprimez les potentiels d’électrode des deux couples rédox.
2. Quelles sont les expressions de ces potentiels dans les conditions standard avec
pH = 0 , p H 2 = 1 bar et [Cu
2+
(aq) ] = 1 mol · L
−1 . Représentez un schéma de la pile.
3. La mesure de la tension à vide aux bornes de la pile permet d’obtenir par extrapolation une f.e.m. E = 0,34 V. Quelle grandeur détermine-t-on ?
S o l u t i o n
1. La demi-équation électronique correspondant à la réduction cathodique s’écrit :
Cu
2+
(aq) + 2e
−
= Cu (s)
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