Quel est le potentiel redox?
Le potentiel redox, également connu sous le nom de potentiel standard d'électrode, est une mesure de la facilité avec laquelle une substance perd ou gagne des électrons dans une réaction de réduction-oxydation - ou "redox" - réaction chimique dans laquelle un réactif est réduit et l'autre oxydé. Les électrons passent de l'agent réducteur à l'agent oxydant. Ceci peut être exprimé sous forme de potentiel électrique entre les deux et mesuré en volts. Une valeur négative indique un agent réducteur, avec une tendance à perdre des électrons, et une valeur positive, un agent oxydant, avec une tendance à gagner des électrons. Le potentiel rédox est parfois désigné par E °.
Concrètement, le potentiel d'oxydoréduction ne peut être mesuré que pour des paires de substances et le flux d'électrons provenant de ou vers une substance chimique donnée dépend de l'autre membre de la paire. C'est donc une valeur relative plutôt qu'absolue. Afin d’établir des valeurs standard pour les éléments, les composés et les ions, la mesure du potentiel rédox est effectuée par rapport à une «norme» d’hydrogène, supposée avoir un E ° égal à zéro, de sorte que toutes ces valeurs sont relatives à l’hydrogène.
Pour déterminer le E ° d'une substance donnée, une cellule électrochimique constituée de deux demi-cellules est construite. L'une consiste en ions H + et en hydrogène neutre en équilibre et est connue sous le nom d'électrode à hydrogène standard. L'autre contient la substance à tester, toujours avec des formes ioniques et neutres en équilibre. Les deux sont reliés par un pont de sel contenant un électrolyte approprié et la cellule est connectée à un voltmètre, complétant ainsi le circuit. Lorsqu'il y a une différence de potentiel redox, les électrons tentent de s'écouler dans un sens ou dans l'autre, créant une différence de potentiel mesurée par le voltmètre. Dans ce cas, un voltmètre à haute résistance est utilisé afin d'empêcher tout écoulement réel de courant, car cela réduirait le potentiel.
Si des électrons s'écoulent de la demi-cellule d'hydrogène à l'autre, la substance a un potentiel rédox positif et est, dans ce contexte, un agent oxydant. Si les électrons circulent dans l'autre sens, le E ° est négatif, indiquant un agent réducteur. Les termes «oxydant» et «réducteur», tels qu'ils sont utilisés ici, sont relatifs à l'hydrogène - le produit chimique testé peut se comporter différemment par rapport à un agent différent. Par exemple, dans ce scénario, l’hydrogène agit en tant qu’agent réducteur ou oxydant, selon ce qui se trouve dans l’autre demi-cellule.
De cette manière, un tableau de potentiel rédox standard a été établi, montrant les valeurs de E ° pour diverses «demi-réactions» impliquant l’addition d’électrons à un agent donné, comme ce serait le cas dans une moitié d’une réaction rédox. Par exemple, le potentiel d'oxydoréduction d'un ion lithium gagnant un électron est représenté par la demi-réaction: Li + + e - -> Li avec une valeur de E ° de -3,05 volts, indiquant que le lithium est un réducteur puissant. La valeur pour la formation d'ions chlorures par addition d'électrons au chlore est indiquée en tant que Cl 2 + 2e - -> 2Cl - avec un E ° de +1,36 volts, de sorte que le chlore est un agent oxydant. En connaissant les potentiels rédox de deux substances, il est possible de prédire si une réaction rédox entre elles est théoriquement possible.