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Auteur(s)
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Jean-Claude CATONNÉ : Docteur-Ingénieur - Docteur ès Sciences Physiques - Sous-Directeur de Laboratoire au Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le lecteur se reportera utilement à l’article Potentiométrie [P 2 115] du traité Analyse et Caractérisation, ainsi qu’à l’article Électrochimie [D 990] du traité Génie électrique.
Le potentiel standard (d’un équilibre) électrochimique est une grandeur thermodynamique. Comme telle, elle est prévisionnelle, c’est-à-dire utile dans de nombreux cas d’applications.
La valeur de cette grandeur s’exprime par rapport à un système de référence. Elle ne doit théoriquement dépendre que du couple électrochimique considéré et du milieu (solvant) dans lequel on se place.
L’eau est le solvant le plus répandu. Les solutions aqueuses suscitent donc un intérêt évident ; c’est pourquoi, les tableaux présentés dans cet article ne concernent que ce type de solutions, tel qu’il est défini par l’IUPAC (Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée) .
Pour exploiter au mieux la table des potentiels standards, il peut être utile de procéder à quelques rappels préliminaires. Ces rappels concernent, d’une part, la notion d’équilibre électrochimique et, d’autre part, celle qui se rapporte aux conditions nécessaires du déséquilibre d’un système électrochimique, puis aux conséquences pratiques.
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2. Sens d’évolution d’un équilibre électrochimique. Conséquences pratiques
L’équilibre électrochimique d’un système est susceptible de se rompre, lorsque deux conditions sont simultanément remplies :
-
sa composition lui permet d’évoluer dans l’un des deux sens conventionnels suivants :
-
réduction de Ox selon :
Ox + ne– ® Red -
oxydation de Red selon :
Red ® Ox + ne–
-
-
il est en mesure de pouvoir échanger ses électrons avec un réactif approprié.
Au cours de la réduction, l’activité de Ox doit diminuer et celle de Red augmenter. Il en résulte (application de la loi de Nernst) qu’une réduction doit s’accompagner de la diminution du potentiel d’équilibre du couple.
Inversement, une oxydation doit s’accompagner de l’augmentation de cette grandeur.
Il en résulte que, pour rompre un équilibre électrochimique, on peut emprunter deux voies différentes : la voie chimique, ou la voie électrochimique.
-
La voie chimique consiste à assurer l’échange électronique en associant au couple étudié (couple no 1 par exemple) un couple antagoniste (couple no 2).
Dans l’état standard, on peut ainsi effectuer :
-
soit la réduction de Ox 1 , par action du réactif Red 2 :
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Manual of Symbols and Terminology for Physico-chemical Quantities and Units (Revised). - Pure App. Chem., 51, 1 (1979).
-
(2) - CHARLOT (G.) - Analyse Qualitative et les réactions en solution. - Ed. Masson, Paris (1963).
-
(3) - BARD (A.J.), JORDAN (J.), PARSON (R.) - Standard Potentials in Aqueous Solutions. - IUPAC, Phys. and Chem. Div. Comm. on Electrochem. and Electroanal. Chem. Marcel DEKKER Inc. Ed. New York and Basel.
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