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Electrochimie
Bonjour,
J'ai eu un exercice de rappel sur l'électrochimie cette semaine, et je souhaiterais avec quelques éclairements à propos de deux points particuliers de mon exercice. L'exercice est le suivant:
Ecrire les demi-réactions électrochimiques et les expressions des potentiels correspondants aux
a) dégagement de dioxygène et de dihydrogène en solution aqueuse
b) dégagement de dichore et à la formation de sodium métal en bain fondu de NaCl
Calculer les domaines de stabilités pour une solution aqueuse, un bain de NaCl fondu et un bain de cryolithe fondue.
En ce qui concerne l'expression du potentiel correspondant au dégagement de 02 et H2 en solution aqueuse, j'ai:
E=E°(H+/H2)+RT ln(a²(H+)/a(H2))=E°(H+/H2)+RT ln ([H+]²/p(H2))
Si j'ai bien compris comme on est en solution aqueuse, l'activité d'une espèce aqueuse est égale à la concentration de l'espèce.
Ensuite pourquoi l'activité d'une espèce gazeuse est assimilable à la pression de ce gaz?
De même pourquoi lorsqu'on écrit l'expression du potentiel pour le bain fondu de NaCl, l'activité des ions sodium est égale à 1 sous prétexte que c'est le solvant?
Le deuxième point qui me pose problème est celui qui concerne les domaines de stabilités électrochimique des solvants, pour l'eau nous avons juste écrit que 
E=E(02/H20)-E(H+/H2)
Je comprends pas pourquoi nous avons pas un 2 devant le E(H+/H2) car quand on écrit les demi-réactions pour l'eau on a :
2H+ + 2e- --> H2 (1)
O2 + 4H+ + 4e- --> 2H2O (2)
L'équation totale est donc: 2 H2O --> 2H2 + 2O2, pour obtenir cette équation on doit faire (1)-2*(2) donc pourquoi n'en tient t'on pas compte pour le calcul du E ?
Merci d'avance pour vos réponses.
plusieurs choses : avant d'écrire la formule de Nernst( attention à bien l'écrire ) il faut écrire le couple redox correctement :
O2 g + 4H+ + 4e- = 2H2O dans l'eau solvant
E = E° O2/H2O + RT/ F Ln( aO2 *a(H+)^4/aH2O^2) = E° + RT/4F Ln (PO2 *(H+)^4 ) car les conventions usuelles sont :
- l'activité d'un gaz est sa pression partielle en bar
- l'activité d'un solvant vaut 1 ( comme l'activité d'un solide ou un liquide par)
- l'activité d'un soluté en solution diluée est sa concentration en mol/L
Par ailleurs je vais te faire comprendre le domaine de stabilité thermodynamique des couples redox dans l'eau qui est l'espace compris entre la droite H2/H+ ( équivalent à H2/H2O) en bas et O2/H2O en haut
Tu dois savoir que si tu mets un oxydant en présence d'un réducteur la réaction aura lieu si le potentiel redox de l'oxydant est plus élevé que le potentiel du reducteur ... " l'oxydant au dessus oxyde les réducteurs au dessous" ( attention ce raisonnement est purement thermodynamique mais ne dit rien quant à la cinétique des réactions possibles )
- Si on met un oxydant dont le potentiel redox est au dessus du couple H2O/O2 dans l'eau il oxyde l'eau en O2 ... donc cet oxydant est instable dans l'eau solvant
- Si on met un reducteur dans l'eau dont le potentiel est au dessous du couple H+/H2 alors ce réducteurreduit l'eau ( ou H+ ) en H2 donc n'est pas stable dans l'eau solvant
Voilà pourquoi le domaine de stabilité de l'eau est compris entre les deux droites ...
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