CHM 1978 – Chimie Analytique Automne 2001

Présentation au sujet: "CHM 1978 – Chimie Analytique Automne 2001"— Transcription de la présentation:

1 CHM 1978 – Chimie Analytique Automne 2001
Cours 9 – Électrochimie Par: Sébastien Sauvé et Dominic Rochefort

2 Électrochimie Domaine d’étude de la transformation de l’énergie chimique en énergie électrique et vice-versa Production d’électricité à partir de réactions chimiques  Piles Production d’un courant électrique pour produire une réaction chimique  placage

3 Charge électrique La charge électrique (q) est mesurée en coulombs (C). Un électron à une charge de 1.602·10-19 C, donc une mole d’électrons a une charge de 9.649·104 C, aussi appelée constante de Faraday (F).

4 Titrages Donc, si une réaction d’oxydoréduction utilise g de Fe, quelle est la charge électrique associée?

5 Potentiel Le potentiel d’une espèce est sa force à accepter ou à donner des électrons Par analogie, le Ka d’un acide est sa capacité à donner des H+ Une espèce avec un haut potentiel sera oxydante (veut donner ses électrons) Une espèce avec un potentiel bas (ou négatif) sera réductrice, donc elle veut prendre des électrons

6 Nombre d’oxydation Plus le nombre d’oxydation est élevé, plus l’espèce est oxydée Ex.:

7 Potentiels rédox Les potentiels ne sont pas mesurés de façon absolue, mais relative à une autre espèce. Par convention, la réaction rédox de l’hydrogène est fixée à 0.000V. On mesure donc les potentiels par rapport à ce 0 et on les nomme potentiels rédox standards (E°) E°(V) 1.72 0.77 0.34 0.00 -0.76

8 Prédire les réactions On peut utiliser le potentiel rédox des espèces pour vérifier s’il y aura réaction (donc échange d’électron) entre elles. Ex. Ce4+ et Fe2+ réagiront-ils ensemble? Par convention, les tables donnent le potentiel pour la réduction, pour l’oxydation, on doit inverser le signe:

9 Demi-réactions Potentiels de demi-réactions (Zumdhal 1998, page 377)

10 Réaction de Ce4+/Fe2+ Pour qu’il y ait réaction, Ce4+ est l’oxydant (accepte 1 e-) et Fe2+ est le réducteur (donne 1 e-). Fe2+ sera donc oxydé: Ce4+ sera réduit: Somme des deux: La réaction est favorable et se produira puisque le E° total est positif.

11 Réaction de Fe3+/Cu2+ Réduction: Oxydation:
Pour faire une équation totale balancée on doit multiplier par 2 l’équation de réduction (Fe3+/ Fe2+) puisque le cuivre donne 2 e-. . Par contre on ne multiplie pas le potentiel, celui-ci correspond au potentiel par coulomb, et ne dépend pas du total. Une réaction positive, donc favorable.

12 Pile Montage typique de pile: Pile (Zumdhal 1998, page 376)