📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Potentiel de Nernst : Pour un couple $Ox/Red$, le potentiel est donné par : $E = E^0(Ox/Red) + \frac{0,059}{n} \log \frac{[Ox]}{[Red]}$ à 25°C.
- Force Électromotrice (FEM) : $e = E_{cathode} - E_{anode}$. Une pile fonctionne spontanément si $e > 0$.
- Électrolyse : Nécessite un générateur. La réaction forcée se produit dans le sens inverse de la spontanéité.
- Loi de Faraday : La charge électrique $Q$ est liée à la quantité de matière $n$ par $Q = I \cdot \Delta t = n_e \cdot F$, avec $F \approx 96500 , C \cdot mol^{-1}$.
Méthodes à maîtriser
- Schéma d'une pile : Toujours indiquer le sens du courant $I$ (de la borne + vers la borne -) et le sens des électrons (inverse de $I$).
- Calcul de la constante d'équilibre $K$ : Utiliser la relation $E^0_{pile} = \frac{0,059}{n} \log K$.
- Bilan de matière : Utiliser les tableaux d'avancement pour lier $n_e$ à l'avancement $x$.
Exemples corrigés
- Calcul de FEM : Pile Daniell ($Zn/Zn^{2+} || Cu^{2+}/Cu$). $e = E^0(Cu^{2+}/Cu) - E^0(Zn^{2+}/Zn) = 0,34 - (-0,76) = 1,10 , V$.
- Faraday : Pour déposer $m$ grammes de métal, $n = \frac{I \cdot \Delta t}{n_e \cdot F}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir le temps en secondes.
- Inverser les bornes de la pile (Anode = Oxydation, Cathode = Réduction).
- Utiliser le logarithme népérien au lieu du log décimal dans la formule de Nernst.