Le potentiel d’électrode est : E Cu 2+ /Cu = E
0
Cu 2+ /Cu
+
0,059
2
log[Cu
2+
(aq) ] .
La demi-équation électronique correspondant à l’oxydation anodique s’écrit :
H 2(g) = 2 H
+
(aq) + 2e
−
Le potentiel d’électrode est : E H + /H 2 = E
0
H + /H 2
+
0,059
2
log
[H
+
(aq) ]
2
p H 2
.
Or E
0
H + /H 2
= 0, donc E H + /H 2 =
2 × 0,059
2
log [H
+
(aq) ] +
0,059
2
log
1
p H 2
, c’est-à-dire :
E H + /H 2 = −0,059 pH −
0,059
2
log p H 2 .
2. Dans les conditions standard, avec pH = 0 et p H 2 = 1 bar, le potentiel de l’anode
est : E H + /H 2 = 0. L’électrode standard à hydrogène (E.S.H.) sert d’électrode de référence (électrode de potentiel constant). Avec [Cu
2+
(aq) ] = 1 mol · L
−1 , le potentiel de la
cathode est : E Cu 2+ /Cu = E
0
Cu 2+ /Cu . Le schéma de la pile est représenté ci-après.
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F I C H E 1 6 – P i l e s r é d o x
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
1
6
Lame de platine + noir
de platine
H 2(g) sous 1 bar
Fil de platine
Solution acide
pH = 0
Lame
de Cu
Solution contenant
2
(aq)
Cu
+
Pont
salin
−
+
3. La f.e.m. de la pile est E = E
0
Cu 2+ /Cu
− E H + /H 2 = 0,34 V.
Donc, E
0
Cu 2+ /Cu
= 0,34 V. On accède à la valeur du potentiel standard du couple rédox
Cu
2+
(aq) /Cu (s) , à la température T.
On obtient par cette technique une méthode pour déterminer le potentiel standard à
pH = 0 des couples rédox. Les réactions aux électrodes permettent de préciser si
l’oxydant le plus fort est H
+
(aq) ou l’oxydant du couple étudié. Un classement des
couples par potentiel standard croissant est ainsi construit indiquant la force relative
des oxydants (et réducteurs) des couples rédox.