Potentiel d’électrode

[Von]

Bonjour,

à propos du calcul du potentiel d’électrode E1, je fais que voir 2 formules différentes, une fois avec un - et un fois avec un +

Dans le cours c’est : E1 = E1° - RT/nF * ln(…..)

Alors que dans les correction des poly ou dans des réponses sur le forum c’est E1 = E1° + RT/nF * ln(…..)

 

Alors j’ai compris le passage du ln à 2,3log mais le signe qui change vraiment je vois pas. Merci 

Edited June 9, 2023 by Alexis.

[Von]

Je donne un exemple plus concret : 

dans le QCM 5 du poly de chimie : Soit un pile uniquement formée par le couple Ag⁺/Ag présent dans chaque compartiment :

Dans a : [Ag⁺] = 10^-1 mol.L^-1

Dans b : [Ag⁺] = 10^-3 mol.L^-1

E°(Ag⁺/Ag) = 0,80 V et 2,3RT/F = 0,06 V

 

Item C : Ea = -0,74

Correction item C : Ea = 0,80 + 0,06log(10^-1) = 0,74

bref il utilise un + alors que 

 

 

dans le qcm 11 : Sur l’oxydo-réduction prenons la pile étain (Sn) - argent (Ag).

On donne E°(Sn²⁺/Sn) = -0,14 ; E°(Ag⁺/Ag) = 0,80

[Sn²⁺] = 10^-3 mol.L^-1

[Ag⁺] = 10^-3 mol.L^-1

 

Item E : ∆E = 0,3

Réponse : E(Ag⁺/Ag) = E°(Ag⁺/Ag) - 0,06log(1/10^-3) = 0,8 - 0,06*3 = 0,62

….

Bref il utilise un -

 

Mais dans les deux cas on calcul le potentiel de l’électrode donc je comprend pas.

[Lulu_le_Fou]

Salut Alexis,

 

Il y a 2 heures, Alexis. a dit :

Dans le cours c’est :

Effectivement c'est cette formule pour les équations de Nernst.

Je te joins le diapo du Professeur pour les différentes formules et je te conseille de suivre avec parce y'a tout dessus, je vais m'en servir dans mon explication :)

https://zupimages.net/viewer.php?id=23/23/lbmo.png

(d'ailleurs sur le diapo du prof c'est que des moins) 

 

Je pense que le changement de signe est en relation avec la fonction logarithmique dans l'équation :

Je vais m'aider de tes deux exemples pour te montrer qu'on revient à la même chose et je vais reprendre toute l'explication : 

 

Il y a 2 heures, Alexis. a dit :

dans le QCM 5 du poly de chimie : Soit un pile uniquement formée par le couple Ag⁺/Ag présent dans chaque compartiment :

Dans a : [Ag⁺] = 10^-1 mol.L^-1

Dans b : [Ag⁺] = 10^-3 mol.L^-1

E°(Ag⁺/Ag) = 0,80 V et 2,3RT/F = 0,06 V

Ici on a donc une pile avec une réaction d'oxydo réduction qui est la suivante :

Ag+   +   Ag  = Ag    +   Ag+ 

En effet, on a deux fois le même couple oxydo réducteur Ag+/Ag.

Demi équation : Ag+   +   1  électron = Ag 

 

Mais qui est le réducteur et l'oxydant ? (petit mnémotechnique que je te passe en même temps, assez utile ;) )  

L'oxydant est méchant, il vole des électrons, c'est l'ion argent + (Ag+)

Le réducteur a bon coeur, il donne des électrons, c'est l'atome d'argent (Ag) 

 

Mais quelles données avons nous ?

- Les concentrations ioniques dans chaque compartiment, donc les concentrations des espèces chimiques oxydantes.

- Les potentiels standard d'électrode qui sont les mêmes dans chaque compartiment.

 

Ce que l'on veut trouver dans ces deux qcms, ce sont les potentiels d'électrodes des couples 1 et 2 :

 

Couple A (compartiment A) 

On sait que ΔE = ΔE° - 0,06/n log(...) 

Ici n = 1

Toutefois nous voulons pas tout de suite le ΔE qui est la différence des deux potentiels d’électrodes de a et b. Ces derniers nous devons d'abord les trouver.

Or, ΔE = Ea - Eb ou ΔE = Eb - Ea (ça dépend lequel est plus grand entre les deux)

Ea = E° - 0,06 x log( concentration réducteur a / concentration oxydant a) 

Le réducteur est un solide, par convention on met 1 dès qu'il y a un solide.

On a : Ea = 0,80 - 0,06 x log ( 1/10^-1) 

Or log (a/b) = log a - log b et log (1) = 0 et log(10^x) = x 

 

Nous trouvons donc : 

Ea = 0,80 -  ( 0,06 x (log 1 - log(10^-1)) = 0,80 -  [0,06 x 0 - (0,06 x (- 1)) ] = 0,80 - (0 - (- 0,06)) = 0,80 - 0,06 = 0,74 V  (Il y a 3 moins, donc ça donne un moins) 

 

On retrouve donc bien le résultat attendu, enfaîte si tu veux on obtient le même résultat car dans la correction ils sont allés plus vite dans le calcul mais il faut garder toujours le moins devant le 0,06, de fois il devient positif en raison de simplification mathématique de la fonction logarithme décimal dans ce cas là par exemple.

 

De même pour le Couple B (compartiment B) : 

Eb = 0,80 - 0,06 x log ( réducteur b/ oxydant b) = 0,80 - 0,06 x log (1/10^-3) = 0,80 -0,06 x log 1 + 0,06 x log (10^-3) = 0,62 V

 

ΔE = Ea - Eb = 0,74 - 0,62 = 0,12 V

 

Il y a 2 heures, Alexis. a dit :

dans le qcm 11 : Sur l’oxydo-réduction prenons la pile étain (Sn) - argent (Ag).

On donne E°(Sn²⁺/Sn) = -0,14 ; E°(Ag⁺/Ag) = 0,80

[Sn²⁺] = 10^-3 mol.L^-1

[Ag⁺] = 10^-3 mol.L^-1

 

Item E : ∆E = 0,3

Réponse : E(Ag⁺/Ag) = E°(Ag⁺/Ag) - 0,06log(1/10^-3) = 0,8 - 0,06*3 = 0,62

….

Bref il utilise un -

Ici en faite ils utilisent un moins parce qu'ils utilisent la formule telle qu'elle est (comme j'ai fait ci dessus mais on obtiendrait le même résultat si on simplifie direct le logarithme et donc donnant un plus) : 

 

E(Ag+/Ag) = E°(Ag+/Ag) - 0,06 log (1/10^-3) = 0,80 + 0,06 log(10^-3) =0,62 V

 

 

Que faut il retenir de ce "changement de signe" ? 

C'est qu'il est lié à une simplification mathématique dans la fonction logarithme décimal, en gros c'est pas que le signe qui change entre les différentes fois où tu vois l'utilisation de cette formule. Cependant, la formule de base est TOUJOURS avec un moins devant le 0,06/n ou le RT/nF comme tu préfères. C'est après avec les calculs que tu peux avoir ton signe moins changeant en plus à cause d'un autre signe moins qui apparaît en raison du calcul logarithmique.

 

J'espère que c'est plus clair pour toi Alexis,

N"hésite pas si tu as d'autres questions, bon courage  !

Edited June 9, 2023 by Lulu_le_Fou

[Von]

@Lulu_le_Fou C’est impressionnant ta réponse vraiment merci Beaucoup.

Oui en faite c’est juste le log qui change à cause de log(1/10ⁿ) = -log(10ⁿ). Je le savais en plus mais bon 

Comme tu dis dans la correction ils ont vite simplifié donc je pensais que c’était une erreur mais c’est bon j’ai compris vraiment merci beaucoup.