Niveau autre

potentiel

Posté par
Kiecane 07-04-18 à 23:47

Bonsoir,

Je me pose une question générale mais comme je ne voie pas trop comment la formuler je vais partir de l'exemple suivant :

Données :
E°(Hg²⁺ (aq)/Hg (liq))=0,86V
log ₁(HgY^2-)=21,9

Exprimer le potentiel d'un fil de platine plongeant dans du mercure liquide pur, au contact d'une solution aqueuse contenant le complexe HgY^2- à concentration C et des ions Y^4-, en fonction de C, [Y^4-], ₁(HgY^2-) et E°(Hg²⁺ (aq)/Hg (liq)).

Pourquoi par exemple dans ce cas on a le droit de dire que ce potentiel peut "s'utiliser avec deux potentiels standards différents" dans l'équation de Nernst ? Pourquoi par exemple on peut l'exprimer en fonction de E°(Hg²⁺ (aq)/Hg (liq)) alors qu'on n'a pas de Hg²⁺ (aq) ni de Hg (liq) en solution ?

Est-ce qu'on peut exprimer un potentiel à partir de n'importe quel potentiel standard qui contient au moins un élément qu'on étudie (excusez-moi pour la formulation maladroite) ?

Merci d'avance !

Posté par re : potentiel 08-04-18 à 15:38

Bonjour
Soit une solution donnée contenant de nombreuses espèces chimiques appartenant à plusieurs couples (Oxydant/Réducteur). Par rapport à une référence donnée (en général l'électrode standard à hydrogène), cette solution possède un potentiel donné. Ce potentiel unique est donc la valeur commune aux potentiels des différents couples présents dans la solution.
Ce raisonnement est souvent utilisé pour déterminer la constante thermodynamique d'un équilibre chimique d'oxydo réduction en fonction des potentiels standard des deux couples impliqués dans la réaction.

Posté par re : potentiel 08-04-18 à 15:54

Je n'ai pas compris ce que tu as dit..... Tu peux expliquer avec l'exemple que j'ai donné s'il-te-plaît pour que ça soit un peu plus concret?

Posté par re : potentiel 08-04-18 à 16:51

Bonjour
Il s'agit donc de déterminer l'expression du potentiel électrique E, commun à la solution, au mercure liquide et au fil de platine, pour une température de 25°C. Un équilibre chimique existe entre le mercure et les ions mercure (II) :

$Hg^{2+}+2e^{-}=Hg_{(l)}\quad;\quad E=E_{(Hg2+/Hg)}^{0}+\frac{0,059}{2}\log\left(\left[Hg^{2+}\right]\right)$

Cependant, les ions mercure(II) sont ultraminoritaires en solution car ils sont complexés de façon quasi totale par les ions EDTA :

$Hg^{2+}+Y^{4-}=HgY^{2-}\quad;\quad\beta_{1}=\frac{\left[HgY^{2-}\right]}{\left[Hg^{2+}\right]\left[Y^{4-}\right]}=10^{21,9}\gg1$

Le potentiel précédent peut donc aussi s'écrire sous la forme :

$E=E_{(Hg2+/Hg)}^{0}+\frac{0,059}{2}\log\left(\frac{\left[HgY^{2-}\right]}{\beta_{1}\cdot\left[Y^{4-}\right]}\right)=E_{(Hg2+/Hg)}^{0}-\frac{0,059}{2}\log\left(\beta_{1}\right)+\frac{0,059}{2}\log\left(\frac{\left[HgY^{2-}\right]}{\left[Y^{4-}\right]}\right)$

Cette nouvelle écriture a l'avantage de ne faire intervenir que des concentrations facilement déterminables à partir d'un tableau d'avancement concernant la réaction prépondérante puisque les ions mercure(II) sont présents essentiellement sous forme de complexes :

$HgY^{2-}+2e^{-}=Hg_{(l)}+Y^{4-}\quad;\quad E=E_{(HgY2-/Hg)}^{0}+\frac{0,059}{2}\log\left(\frac{\left[HgY^{2-}\right]}{\left[Y^{4-}\right]}\right)$

avec :

$E_{(HgY2-/Hg)}^{0}=E_{(Hg2+/Hg)}^{0}-\frac{0,059}{2}\log\left(\beta_{1}\right)$
Les deux potentiels standard conduisent bien à la même expression du potentiel E.
Ce raisonnement peut être utile pour l'étude de l'eau régale...

Posté par re : potentiel 09-04-18 à 17:03

Merci, c'est bon j'ai compris ! En fait (mais c'est ce que tu as dit dans ton message du 08-04-18 à 15:38) comme dans une solution on a toujours un unique potentiel E alors on peut trouver "des rapports" entre les potentiels standards si j'ai bien compris.

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