III– Force électromotrice d’une pile : 1)Définition : La force électromotrice E d’une pile ( f.é.m.) est la différence de potentiel électrique, en circuit ouvert, entre la borne de droite de pile et sa borne de gauche. 2) Signe de la f.é.m. E et le sens d’évolution spontané du système : a) Si la f.é.m E > 0 V b.D > V b.G la réaction directe est possible spontanément. (sens 1) b) Si la f.é.m E < 0 V b.D < V b.G la réaction inverse est possible spontanément.(Sens 2) E = V b.D - V b.G b.D pôle (+) b.G pôle (- ) b.D pôle (-) b.G pôle (+)

IV- REALISATION ET ETUDES D’AUTRE PILES 1) ETUDE DE LA PILE ZINC-PLOMB : a)Expérience et observations : Un milliampèremètre, en série avec un résistor, indique un courant qui circule du plomb vers le zinc. Une mesure, avec un voltmètre, de la d.d.p aux bornes de la pile donne E=0,64V. b) Interprétation : Le symbole est : …………………………………… L’équation chimique associée est :…………………………………. E>0 donc lorsque la pile débite du courant il se produit les transformations suivantes : Au niveau de l’électrode de zinc : Zn → Zn e - Au niveau de l’électrode de plomb: Pb e - → Pb. La réaction spontanée: ……………………………………………………

2) ETUDE DE LA PILE CUIVRE-PLOMB: a)Expérience et observations : Un milliampèremètre, en série avec un résistor, indique un courant qui circule du cuivre vers le plomb. Une mesure, avec un voltmètre, de la d.d.p aux bornes de la pile donne E= -0,47V. b) Interprétation : Le symbole est : …………………………………… L’équation chimique associée est :…………………………………. E<0 donc lorsque la pile débite du courant il se produit les transformations suivantes : Au niveau de l’électrode de plomb : Pb → Pb e - Au niveau de l’électrode de cuivre: Cu e - → Cu. La réaction spontanée: ……………………………………………………

ETUDE DE L’INFLUENCE DES CONCENTRATIONS SUR LA F.É.M. DE LA PILE DANIELL

1,3 0 1,7 1

2) Expression mathématique de la f.é.m E : La courbe obtenue montre, qu’à température constante, la f.é.m. E de la pile dépend des concentrations et qu’elle est une fonction affine de log Π, soit : E = a log Π + b Avec : b : est la valeur de E lorsque Π = 1 dite "f.é.m.. standard" (ou normale) de la pile notée E° a : est une constante qui dépend de la température et qui vaut -0,03V à 25°C. Alors E peut donc s’écrire sous la forme : E = E° - 0,03 log Π = E° - 0,03 log

3) Généralisation :

A l’équilibre chimique  = K et la f.é.m.. de la pile est nulle (E = 0) II– Relation entre la constante d’équilibre K et la f.é.m normale E° :

L’électrode normale à hydrogène E.N.H est une demi-pile constituée du couple H 3 O + / H 2 (g) telle que la pression du gaz H 2 est égale à 1 atmosphère et la concentration des ions hydronium est égale a 1 mol.L -1. III– Choix d’une référence pour les couples redox : 1) L’électrode normale à hydrogène E.N.H:

2) Le potentiel standard d’électrode d’un couple redox : a) Le potentiel standard d’électrode E° Ox/Red : Le potentiel d’électrode standard d’un couple M n+ /M symbolisé par E° Ox/Red est la f.é.m. de la pile formée par l’électrode normale à hydrogène (E.N.H.) placée à gauche et la demi-pile constituée par le couple M n+ /M placée à droite lorsque la concentration molaire des ions [ M n+ ] est égale à 1mol.L -1.

IV– Comparaison d’un couple Ox/Red au couple H 3 O + /H 2(g) :

V– Détermination de la f.é.m. standard d’une pile : Quand toutes les fonctions des concentrations Π sont égales à 1, chaque f.é.m. prend sa valeur normale d’où la relation suivante :