Calculateur de FEM de pile

La force électromotrice, appelée FEM ou potentiel de pile, est la tension disponible grâce à une réaction électrochimique. Une pile galvanique sépare oxydation et réduction dans deux demi-piles pour que les électrons circulent dans un circuit externe. La réduction se produit à la cathode et l'oxydation à l'anode. Si les deux valeurs tabulées sont des potentiels de réduction, le potentiel standard de la pile est celui de la cathode moins celui de l'anode. Les potentiels standard d'électrode correspondent à des conditions de référence définies : généralement une activité unitaire des espèces dissoutes, des gaz à pression standard et une température donnée. Les piles réelles fonctionnent souvent à d'autres concentrations ou pressions partielles. L'équation de Nernst corrige la tension standard : E = E standard - (RT / nF) ln Q. R est la constante des gaz, T la température absolue en kelvins, n le nombre d'électrons transférés dans la réaction équilibrée, F la constante de Faraday et Q le quotient réactionnel sans dimension. Le quotient réactionnel doit être établi à partir de la réaction globale équilibrée. Les activités des produits figurent au numérateur et celles des réactifs au dénominateur, chacune élevée à son coefficient stœchiométrique. Les solides et liquides purs sont omis, leur activité étant pratiquement égale à un. Si Q vaut un, la correction logarithmique est nulle et le potentiel calculé égale le potentiel standard. Pour la réaction écrite, un Q plus grand diminue généralement la tension, tandis qu'un Q plus petit l'augmente. Un potentiel positif indique que la réaction directe est thermodynamiquement favorable dans les conditions saisies. Il ne décrit ni la vitesse de réaction, ni la résistance interne, ni la surtension aux électrodes, ni les pertes sous charge. La tension réelle aux bornes peut donc différer de la valeur réversible. La température agit par la correction de Nernst et, dans les systèmes réels, par les coefficients d'activité et le comportement des matériaux. Conservez une convention cohérente de potentiels de réduction et n'inversez jamais deux fois le signe. Équilibrez la réaction d'oxydoréduction avant de choisir n et utilisez des kelvins plutôt que des degrés Celsius. Dans les solutions concentrées, les activités sont plus rigoureuses que les concentrations molaires brutes. Ce calculateur fournit une estimation thermodynamique idéale et explicite pour les exercices de chimie, les analyses préliminaires de batteries et la vérification de calculs de laboratoire.