1. Potentiel de l'électrode :
- Potentiel d'électrode standard (E°) : Il s'agit de la différence de potentiel entre l'électrode à hydrogène standard (SHE) et les autres électrodes demi-cellules dans des conditions standard (température de 25°C, concentration de 1 M et pression de 1 atm). Le potentiel d'électrode standard est une mesure de la tendance d'une électrode à subir une oxydation ou une réduction.
- Équation de Nernst : L'équation de Nernst prend en compte les conditions non standard telles que les changements de concentration et de température, modifiant le potentiel de l'électrode standard. L'équation de Nernst est donnée par :
```
E =E° - (0,0592/n)logQ
```
où E est le potentiel d'électrode dans des conditions non standard, E° est le potentiel d'électrode standard, Q est le quotient de réaction, n est le nombre de moles d'électrons transférés dans la demi-réaction équilibrée et 0,0592 V est la constante liée à température et la constante de Faraday.
2. Concentration des réactifs et des produits :
- La concentration des réactifs et produits impliqués dans les demi-réactions influence la tension d'une cellule voltaïque. Selon l'équation de Nernst, des concentrations plus élevées de réactifs et des concentrations plus faibles de produits augmenteront la tension de la cellule.
3. Température :
- La température affecte la vitesse des réactions chimiques et l'activité des réactifs et des produits. Une augmentation de la température augmente généralement la tension de la cellule car le changement d'entropie (ΔS) devient plus favorable à des températures plus élevées.
4. Surface des électrodes :
- La surface des électrodes joue un rôle dans la vitesse des réactions électrochimiques. Une plus grande surface permet à davantage de réactions de se produire simultanément, ce qui entraîne une tension de cellule plus élevée.
5. Force ionique et espèces ioniques en solution :
- La présence d'autres ions dans la solution électrolytique peut influencer les coefficients d'activité des réactifs et des produits, affectant ainsi la tension. L'ajout d'électrolytes inertes (comme le KNO3) peut maintenir une force ionique élevée et minimiser les changements dans les coefficients d'activité, conduisant à des mesures de tension de cellule plus stables.
6. Électrode de référence :
- L'électrode de référence (généralement l'électrode à hydrogène standard ou SHE) fournit un potentiel stable par rapport auquel le potentiel de l'autre électrode (l'électrode de travail) est mesuré. L'électrode de référence permet de maintenir un potentiel constant et permet des mesures précises.
7. Conception des cellules :
- Des facteurs tels que la distance entre les électrodes, le type d'électrolyte utilisé (aqueux ou non aqueux), les matériaux des électrodes et la conception des cellules peuvent également avoir un impact sur la tension de la cellule voltaïque.
En résumé, la tension d'une cellule voltaïque est déterminée par les potentiels d'électrodes standards des demi-cellules, les concentrations des réactifs et produits, la température, la surface des électrodes, la présence d'autres ions en solution, le choix de l'électrode de référence et la conception globale de la cellule.
