Exemple de problème d'EMF de cellule électrochimique

La force électromotrice de la cellule, ou EMF cellulaire, est la tension nette entre les demi-réactions d'oxydation et de réduction qui se produisent entre deux demi-réactions redox. La cellule EMF est utilisée pour déterminer si la cellule est galvanique ou non. Cet exemple de problème montre comment calculer l'EMF de la cellule à l'aide de potentiels de réduction standard.
Le tableau des potentiels de réduction standard est nécessaire pour cet exemple. Dans un problème de devoirs, vous devriez avoir ces valeurs ou bien accéder à la table.

Exemple de calcul EMF

Considérez la réaction redox:

• Mg (s) + 2 H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(g)
  • a) Calculer l'EMF cellulaire pour la réaction.
  • b) Identifier si la réaction est galvanique.
• Solution:
  • Étape 1: Briser la réaction redox en demi-réactions de réduction et d'oxydation.
    Ions hydrogène, H⁺ gagner des électrons lors de la formation d'hydrogène gazeux, H₂. Les atomes d'hydrogène sont réduits par la demi-réaction:
    2 H⁺ + 2 e^- → H₂
    Le magnésium perd deux électrons et est oxydé par la demi-réaction:
    Mg → Mg²⁺ + 2 e^-
  • Étape 2: Trouver les potentiels de réduction standard pour les demi-réactions.
    Réduction: E⁰ = 0,0000 V
    Le tableau montre les demi-réactions de réduction et les potentiels de réduction standard. Pour trouver E⁰ pour une réaction d'oxydation, inverser la réaction.
  • Réaction inversée:
    Mg²⁺ + 2 e^- → Mg
    Cette réaction a un E₀ = -2,372 V.
    E⁰_Oxydation = - E⁰_Réduction
    E_0Oxidation = - (-2,372 V) = + 2,372 V
  • Étape 3: Ajoutez les deux E⁰ ensemble pour trouver la cellule EMF totale, E⁰_cellule
    E⁰_cellule = E⁰_réduction + E⁰_oxydation
    E⁰_cellule = 0,0000 V + 2,372 V = +2,372 V
  • Étape 4: Déterminez si la réaction est galvanique. Réactions redox avec un E positif⁰_cellule la valeur est galvanique.
    E de cette réaction⁰_cellule est positif et donc galvanique.
• Répondre:
  La cellule EMF de la réaction est de +2,372 Volts et est galvanique.