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 :