Vidéo question :: Calculer le potentiel standard d’une cellule à partir des potentiels standards d’électrodes Chimie

Transcription de la vidéo

Trouvez, au millième près, le potentiel standard d’une cellule pour la cellule galvanique de réaction globale : deux Ag+ aqueux plus Fe solide en équilibre avec deux Ag solide plus Fe2+ aqueux.

On nous donne les potentiels standards d’électrodes pour les deux demi-équations. Une cellule galvanique est un type de cellule électrochimique où les électrons sont générés spontanément par une réaction d’oxydoréduction (redox). Une cellule galvanique est constituée de deux demi-cellules reliées par un fil et un pont salin. Une réaction d’oxydation se produit dans une demi-cellule. La demi-cellule où se produit l’oxydation s’appelle l’anode. Les électrons produits lors de l’oxydation se déplacent à travers le fil jusqu’à l’autre électrode. Ici, ils sont utilisés dans la réaction de réduction. L’électrode qui est le site de la réduction s’appelle la cathode.

Dans la réaction à cette question, les ions argent plus forment de l’argent métallique solide. L’argent accepte donc un électron et est réduit, faisant de l’argent la cathode de cette cellule galvanique. Pendant ce temps, le fer perd deux électrons pour former deux ions fer deux plus. Le fer est donc oxydé. Cette réaction se produit à l’anode de la cellule galvanique. Nous devons calculer le potentiel standard de la cellule pour la cellule galvanique utilisant de l’argent et du fer. Nous pourrons le faire en utilisant les potentiels standards d’électrodes qui nous sont fournis. Le potentiel standard de l’électrode est la différence de potentiel entre l’électrode standard à hydrogène et la demi-cellule dans des conditions standard définies.

Les conditions standards sont des solutions à des concentrations un molaire, des pressions d’un bar ou d’environ une atmosphère et des températures de 25 degrés Celsius. Le potentiel standard d’électrode nous indique la tendance d’une demi-cellule à accepter des électrons. Un potentiel standard d’électrode plus positif indique que la demi-cellule a une plus grande tendance à accepter des électrons. Le potentiel standard d’électrode pour l’argent est plus positif que le potentiel standard d’électrode pour le fer. Donc les ions argent plus ont une plus grande tendance à accepter les électrons. Il est donc logique que les ions argent plus acceptent les électrons et soient réduits dans cette réaction, tandis que le fer est oxydé.

Nous pouvons calculer le potentiel standard de la cellule en soustrayant le potentiel standard d’électrode à l’anode du potentiel standard d’électrode à la cathode. Cette équation précise que les potentiels d’électrode doivent être des potentiels de réduction, ce qui correspond aux potentiels d’électrodes du tableau, qui sont bien des potentiels de réduction et non des potentiels d’oxydation. Nous pourrions également écrire cette équation en utilisant le potentiel standard d’électrode en termes d’oxydation. Ces équations sont équivalentes car le potentiel standard de réduction des électrodes est le même que le potentiel d’oxydation standard, mais avec le signe opposé. Donc, le potentiel standard d’oxydation du fer serait de plus 0,447 volt.

Calculons donc le potentiel standard de la cellule galvanique. L’argent est l’espèce chimique à la cathode. L’argent a un potentiel standard d’électrode de plus 0,7996 volts. Remarquez que bien qu’il y ait un deux devant l’argent dans l’équation de la réaction, cela n’affecte pas le potentiel standard d’électrode que nous mettons dans l’équation. L’espèce chimique à l’anode est le fer. Le fer a un potentiel standard d’électrode de moins 0,447 volt. Cela nous donne plus 1,2466 volt. La question nous demande d’arrondir au millième près, donc notre réponse finale est plus 1,247 volt. Le potentiel standard de la cellule pour la cellule galvanique avec de l’argent et du fer est de plus 1,247 volts.