Qu'est-ce que le potentiel d'électrode?
Le potentiel d'électrode est le potentiel combiné de deux électrodes qui subissent des réactions dans une cellule. Généralement mesuré en volts, il peut varier en fonction des substances constituant les électrodes. L'hydrogène est souvent considéré comme l'étalon, avec un potentiel de zéro volt, à partir duquel sont comparées les réactions des autres éléments. Les processus électrochimiques peuvent être prédits en comprenant le potentiel d'électrode d'un matériau, ainsi que les risques de corrosion dans des circonstances particulières. Également appelé force électromotrice (EMF), ce potentiel est généralement mesuré à l'aide d'une cellule galvanique composée de deux chambres, chacune avec une électrode et reliées par une feuille de papier appelée pont de sel.
Le courant électrique d'une cellule est généralement mesuré par un voltmètre. Il peut ne pas y avoir de courant; la différence de potentiel entre les électrodes, dans ce cas, est généralement la même que celle des champs électromagnétiques de la cellule entière. Les champs électromagnétiques sont généralement mesurés à une température d'environ 25 ° C (77 ° F) et à une pression atmosphérique typique du niveau de la mer. Ces conditions sont utilisées pour évaluer le potentiel d'électrode standard dans une configuration à deux demi-cellules. Une électrode à hydrogène se trouve généralement d'un côté de cette configuration, tandis que le potentiel de celle de l'autre côté est généralement déterminé par l'expérience.
Une fois que cette valeur standard est dérivée, il est alors possible de prédire comment une substance va réagir. Habituellement, plus la valeur du potentiel est négative, plus l'élément sera susceptible de se dissoudre dans une solution. Aucune réaction n'est souvent observée dans les métaux non réactifs. Celles-ci sont généralement placées au bas d'un tableau de potentiel d'électrode standard, qui identifie les champs électromagnétiques de différents types d'éléments. Les éléments sont généralement classés par ordre de tendance à réagir, de sorte que les éléments chargés positivement sont plus élevés car ils réagissent plus souvent que les substances chargées négativement.
Les conditions standard n'étant pas toujours disponibles, un calcul appelé équation de Nernst peut être utilisé pour déterminer le potentiel d'électrode. Il représente la température, une constante de gaz, le nombre de particules appelées électrons transférées et la concentration en ions. Bien que l'hydrogène soit la référence standard, les éléments souvent utilisés pour les électrodes comprennent le zinc et le cuivre, le fer, l'aluminium et le calcium.
Le potentiel d'électrode de chacun de ces éléments est utilisé pour calculer la tension d'une cellule galvanique. Un calcul séparé des demi-réactions atomiques est également parfois utilisé pour dériver la FEM. Le processus de détermination du potentiel des électrodes peut donc nécessiter une compréhension des principes scientifiques ainsi que des mathématiques.