Les différents types d`électrodes
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Les différents types d`électrodes
Les différents types d’électrodes 1-Electrode au calomel saturé : ECS Principe : L’électrode au calomel est une demi-pile symbolisée par : 𝐻𝑔(𝑙) |𝐻𝑔2 𝐶𝑙2(𝑠) |solution de 𝐾𝐶𝑙. Le calomel est le nom de 𝐻𝑔2 𝐶𝑙2(𝑠) . Il est formé par la réaction : 𝐻𝑔22+ + 2𝐶𝑙 − = 𝐻𝑔2 𝐶𝑙2(𝑠) ; 𝐾𝑠 = [𝐻𝑔22+ ][𝐶𝑙 − ]2 La demi-équation redox de cette demi-pile est : 𝐻𝑔22+ + 2𝑒 = 𝐻𝑔(𝑙) avec 𝐾𝑠 𝐸 = 0,80 + 0,03𝑙𝑜𝑔[𝐻𝑔22+ ] = 0,80 + 0,03𝑙𝑜𝑔 − 2 [𝐶𝑙 ] L’électrode au calomel saturé est une électrode de référence. Son potentiel est constant et vaut 𝐸𝐸𝐶𝑆 = 0,246 𝑉 à 25°𝐶. Utilisation : A chaque fois qu’on veut faire une pile, l’ECS sert alors de demi-pile de référence. Mais lors de son emploi il faut s’assurer que les ions de la solution ne réagissent pas avec les ions 𝐶𝑙 − , par exemple les ions 𝐴𝑔+ forment un précipité de 𝐴𝑔𝐶𝑙 qui endommagerait l’électrode. Schéma de l’ECS : Photo de l’ECS : 2-Electrode de verre Principe : L’électrode de verre contient une solution d’acide chlorhydrique de pH fixée. Elle se termine par une petite boule de verre, de faible épaisseur (~50 𝜇𝑚). Lorsqu’elle est immergée dans une solution de pH inconnue, il s’établit entre les parois interne et externe du verre une différence de potentiel qui est fonction linéaire du pH de la solution. Utilisation : On l’utilise pour mesure le pH d’une solution. Cette électrode est alors associée à l’ECS pour former une pile, le pHmètre étant un voltmètre. Avant toute mesure il convient d’étalonner le voltmètre à l’aide de deux solutions tampons de pH connu. Schéma de l’électrode de verre : Photo de l’électrode de verre : 3-Electrode métallique Principe : L’électrode métallique est constitué d’un métal, par exemple de l’argent, en contact avec une solution contenant ses ions, par exemple des ions 𝐴𝑔+ On a 𝐸 = 𝐸 𝑜 (𝐴𝑔+ |𝐴𝑔) + 0,06𝐿𝑛[𝐴𝑔+ ] Utilisation : On l’associe à une électrode de référence (une ECS protégée) pour former une pile dont on lit la f.e.m. au potentiomètre (qui est un voltmètre). Elle indique alors la concentration en ions 𝐴𝑔+ dans la solution. Schéma de l’électrode d’argent : Photo de l’électrode de verre : 4-Electrode de platine Principe : Il s’agit d’un fil de platine plongeant dans une solution contenant le couple redox à étudier, par exemple le couple 𝐹𝑒 3+ |𝐹𝑒 2+ Utilisation : On l’associe à l’ECS pour former une pile. Le potentiomètre joue le rôle de voltmètre. Cellule de conductimétrie En conductimétrie on mesure la conductance de la solution. Pour cela on plonge dans la solution une cellule de conductimétrie qui n’a rien à voir avec les électrodes précédentes. Il s’agit de deux bornes de platine de surface 𝑆 entre lesquelles on établit un champ électrique. Le conductimètre est un ohmmètre. Il impose entre les deux bornes de la cellule un courant très faible (quelques μ𝐴) et mesure la différence de potentiel (très faible) qui apparaît entre les deux bornes. Schéma d’une cellule de conductimétrie : Photo d’une cellule de conductimétrie :