O calculer le potentiel d'un la batterie est effectué lorsque vous voulez savoir à l'avance (avant le montage) quelle sera la tension, emf (force électromotrice) ou ddp (différence de potentiel) qu'une cellule donnée va générer à partir de deux métaux aux caractéristiques différentes.
Le terme a été utilisé à l'avance car, si nous voulons mesurer la tension d'un appareil, qu'il s'agisse d'une cellule ou d'une batterie, il suffit d'utiliser un multimètre.
Chacun des métaux qui entrent dans la composition de l'anode et de la cathode de la cellule a des capacités à subir une oxydation (capacité à perdre des électrons) et une réduction (capacité à gagner électrons). Cette capacité à s'oxyder ou à réduire s'appelle un potentiel. Par conséquent, les métaux qui composent l'électrode d'une cellule peuvent avoir :
Potentiel de réduction standard (Erouge): est la capacité de l'électrode à subir le phénomène de réduction. Ce potentiel est mesuré en volts (V) et sa valeur est la même que le potentiel d'oxydation standard, mais avec le signe opposé.
Potentiel d'oxydation standard (Eoxy): c'est la capacité de l'électrode à subir le phénomène d'oxydation. Ce potentiel est mesuré en volts (V) et sa valeur est la même que le potentiel de réduction standard, mais avec le signe opposé.
REMARQUE: Un potentiel standard peut être influencé par la température et la concentration des solutions utilisées pour assembler la pile.
Pour effectuer calculer le potentiel d'une batterie, il faut connaître les valeurs des potentiels étalons, qu'ils soient d'oxydation ou de réduction, et appliquer dans la suite Équation mathématique :
E = Erouge (plus grand) - Etrouge (plus petit)
ou alors
E = Eoxy (plus grand) - Etoxy (plus petit)
ΔE = variation du potentiel d'une batterie (emf ou ddp).
Cette équation utilise la variation de potentiel car, comme dans le dispositif, l'oxydation et la réduction se produisent, la mesure du potentiel sera donnée simplement en soustrayant le potentiel de chacune des électrodes (métaux).
REMARQUE: Nous pouvons seulement dire que nous travaillons avec une pile lorsque le çle calcul des résultats potentiels en une valeur positive.
Suivez maintenant quelques exemples de questions qui abordent le çcalculer le potentiel d'une batterie :
Exemple 1: (UFSC-SP) Compte tenu des semi-réactions :
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2 et Eoxy = - 0,77 V
2cl-1 → 1cl2 + 2 et Eoxy = - 1.36V
Calculez le potentiel de la réaction ci-dessous (pile) et dites si elle est spontanée ou non, en cochant la bonne option :
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
2 Fe+2 + Cl2 → 2 Fe+3 + 2cl-1
a) – 0.59V, ce n'est pas spontané
b) 0,59 V, ce n'est pas spontané
c) 0,59 V, est spontané
d) – 2,13 V, ce n'est pas spontané
e) 2,13 V, est spontané
Résolution:
Comme l'exercice vous demande de déterminer la valeur du potentiel de la batterie, il suffit d'analyser les potentiels d'oxydation fournis pour juger lequel est le plus élevé et lequel est le plus bas :
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2 et Eoxy = - 0,77 V (C'est le plus gros)
2cl-1 → 1cl2 + 2 et Eoxy = - 1.36V (C'est le plus petit)
Ensuite, il suffit de l'appliquer dans la formule de calcul du potentiel d'une batterie :
E = Eoxy (plus grand) - Etoxy (plus petit)
E = - 0,77 - (-1,36)
E = - 0,77 + 1,36
E = + 0.59V
Comme le potentiel trouvé a une valeur positive, nous avons un processus spontané. Lettre ç).
Exemple 2 : (UFMS) Considérez les semi-réactions, indiquées ci-dessous, avec leurs potentiels de réduction standard respectifs, en volts (V) :
Ag+ + et → Ag Erouge = 0.80V
Cul+2 + 2 et → Cu Erouge = 0.34V
Calculez le potentiel de la réaction ci-dessous (pile) et dites si elle est spontanée ou non, en cochant la bonne option :
Cu + 2 Ag+→ Cu+2 + 2 Ag
a) – 4,6 V
b) - 0,46 V
c) + 0,46 V
d) + 1.14V
e) - 1,14 V
Résolution:
Comme l'exercice vous demande de déterminer la valeur du potentiel de la pile, il vous suffit de regarder les potentiels de réduction fournis pour juger lequel est le plus grand et lequel est le plus petit :
Ag+ + et → Ag Erouge = 0.80V (C'est le plus gros)
Cul+2 + 2 et → Cu Erouge = 0.34V (C'est le plus petit)
Ensuite, il suffit de l'appliquer dans la formule de calcul du potentiel d'une batterie :
E = Erouge (plus grand) - Etrouge (plus petit)
E = 0,80 - (0,34)
E = 0,80 - 0,34
E = + 0.46V
Comme le potentiel trouvé a une valeur positive, nous avons un processus spontané. Lettre ç).
Par moi Diogo Lopes Dias
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
JOURS, Diogo Lopes. « Calculer le potentiel d'une cellule »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm. Consulté le 28 juin 2021.