Pile Daniell

[MahelpMeDoc]

Bonjour,

J'ai vu des QCM sur l'oxydoréduction qui traitaient de la pile Daniell par exemple, QCM 4 du poly.

Or j'ai trouvé l'explication de la pile Daniell sur le poly du TAT mais dans la diapo du prof. Tout ce qui semble s'en approcher c'est une diapo sur la réaction entre Cu²⁺ et Zn (diapo 17) et une sur le fonctionnement des piles électrochimiques (diapo 12). Bref j'aimerai savoir si on doit connaitre spécifiquement la pile Daniell et les E° du zinc et du cuivre ?

 

Aussi, je ne comprends comment on fait pour arriver à la dernière expression de la diapo (celle avec du bleu autour), d'où sort le pH puisque si on part de l'expression précedente, le pH est contenu dans E°' et aussi c'est quoi la différence entre E, E° et E°' ?

 

Merci d'avance !

 

[mitarachondrie]

Coucou!

Oui, il est utile (souvent demandé) de connaître la pile de Daniell comme exemple classique : demi-réactions Zn ↔ Zn²⁺ + 2e⁻ et Cu²⁺ + 2e⁻ ↔ Cu, et les potentiels standards associés (pour rappel : E°Zn²⁺/Zn ≈ -0,76 V et E°Cu²⁺/Cu ≈ +0,34 V, donc E°pile = Ecathode - Eanode = 0,34 - (-0,76) = 1,10 V). Mais l’essentiel que tu dois savoir pour les exercices : savoir appliquer la relation de Nernst pour passer de E° à E quand les concentrations (ou le pH) ne sont pas standards.

 

Déjà pourquoi le pH apparait ?

Considérons une demi-réaction générale qui implique des protons :
Ox + x·H⁺ + n·e⁻ ⇌ Red. (Oxydant + xH+ avec x la le nombre de protons quelconque)

La relation de Nernst (température T, constante des gaz R, Faraday F) s’écrit :
E = E° - (RT/nF)·ln(Q), avec Q = [Red]/([Ox]·[H⁺]ˣ).

Donc : E = E° - (RT/nF)·ln([Red]/[Ox]) - (RT/nF)·ln([H⁺]ˣ).

Or ln([H⁺]ˣ) = x·ln([H⁺]) et [H⁺] = 10⁻ᵖᴴ, donc ln([H⁺]) = -pH·ln(10). En remplaçant :
E = E° - (RT/nF)·ln([Red]/[Ox]) - (RT/nF)·x·(-pH·ln(10)).

Ce qui donne :
E = (E° - (RT/nF)·x·ln(10)·pH) - (RT/nF)·ln([Red]/[Ox]).

On définit donc E°′ = E° - (RT/nF)·x·ln(10)·pH.

À 25°C (RT/F·ln(10) ≈ 0,05916 V) : E°′ = E° - 0,05916·(x/n)·pH.

 

Concernant les symboles :

• E : potentiel réel de l’électrode dans les conditions données (concentrations, pH, etc.)
• E° : potentiel standard (toutes les activités = 1, donc pH = 0)
• E°′ (potentiel standard biologique) : même concept que E°, mais référencé à un pH donné (souvent pH = 7 en biologie).

 

Et voila! j'espère que j'ai à peu près répondu à tes question :) hésite pas si tu veux d'autres précisions !

Bonne soirée et bon courage pour tes révisions

 

[MahelpMeDoc]

Merci beacoup, c'est très clair, mais une dernière question : 

Si E°' correspond au potentiel standar biologique avec pH = 7, alors pourquoi on n'écrit pas E°' = E° - (0,06x)/n × 7 ?

Voila mais un grand merci pour le reste !

Edited October 8 by MahelpMeDoc

[mitarachondrie]

De rienn!! En fait tu as tout à fait raison sur le principe : si on se place à pH = 7, on peut bien écrire :
E°′ = E° - (0,06x/n) × 7.

Mais dans la formule générale, on garde le terme pH pour montrer que E°′ dépend du pH choisi. Quand on précise « potentiel standard biologique », on fixe conventionnellement pH = 7, donc on n’a plus besoin de réécrire le ×7 à chaque fois, c’est implicite.

En résumé :
• Formule complète : E°′ = E° - (0,06x/n)·pH
• Cas biologique (pH = 7) : E°′ = E° - (0,06x/n)×7 :)

[MahelpMeDoc]

OKKK merci !!!