Montage n° 20
Expériences illustrant l'influence de différents facteurs sur les valeurs des
potentiels des couples redox en solution aqueuse
Introduction
Une réaction d’oxydo-réduction est caractérisée par une constante de réaction qui dépend des
potentiels des couples rédox mis en jeu dans la réaction. Il est donc important de connaître ces
potentiels pour pouvoir calculer la constante de réaction.
La loi de Nernst permet de calculer le potentiel d’un couple à partir de la relation suivante :
)log(
nF
RT3,2
E)ln(
nF
RT
EE a
a
a
a
red
ox
red
ox
pour la ½ réaction Ox + ne- = Red
E ox/red potentiel redox du couple ox/red (en V)
E° ox/red potentiel standard du couple ox/red (en V) (conditions standards de P (1 bar) et de T
(298 K)
R est la constante des gaz parfaits, égale à 8,314570 J.K-1.mol-1
T la température en Kelvin : T(K) = T°(C) + 273
a l'activité chimique des différents constituants (généralement égale à la concentration)
F est la constante de Faraday, égale à 96 485 C.mol-1 = 1 F
n est le nombre d'électrons échangés dans la demi équation électronique.
Au vu de cette relation, les facteurs qui peuvent influer sur la valeur du potentiel sont
Les activités des substances en solution
Lorsque H+ intervient dans la réaction, son activité intervient dans la relation, donc le pH
est influant
La température
I. Influence de l’activité
Nous allons travailler à faible concentration, ce qui nous permettra d’assimiler les activités aux
concentrations.
1.1 influence de la concentration
100 Manip T1 n°38p.137
Dans un premier temps, nous allons faire varier les concentrations et mesurer la variation de fem. Pour
cela, nous avons réalisé une ½ pile constituée d’une électrode d’argent et d’une solution de nitrate d’argent
(contenant les ions Ag+). Nous mesurerons la ddp à l’aide d’une électrode au calomel saturée munie d’une
allonge de KCl saturé. (protection de l’électrode)
On prend une seule mesure en direct. Les autres ont été prises en préparation. Le tableau a été préparé sous excel ou
sous Régressi et on trace la courbe E=f(log())
EAg+/Ag= E°Ag+/Ag + 2,3.RT/F log[Ag+]
La pente = 2,3.RT/F
L’ordonnée à l’origine est E°Ag+/Ag E°Ag+/Ag tabulée=
EECS= 0,246
Lorsque la concentration de l’oxydant du couple augmente, le potentiel du couple augmente.