Constante de Faraday F et quantité d'électrons échangés

Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale

À retenir

• Constante de Faraday : F = N_A e 96\,500 Cmol^-1. • Relation clé : Q = n(e^-) F = I t. • Quantité d'électrons : n(e^-) = I t/F. • Bilan de masse : m = n M, en reliant n à n(e^-) grâce à la demi-équation.

Le cours

Lien entre charge macroscopique et moles d'électrons Chaque électron porte la charge élémentaire e = 1,602 10^-19 C. Pour une mole d'électrons (contenant le nombre d'Avogadro N_A = 6,022 10^23 mol^-1 d'électrons), la charge totale en valeur absolue définit la constante de Faraday, notée F : F = N_A e 96\,485 Cmol^-1 96\,500 Cmol^-1 Ainsi, la quantité d'électricité Q ayant traversé le circuit est directement reliée à la quantité de matière d'électrons n(e^-) échangée aux électrodes par la relation fondamentale : Q = n(e^-) F = I t Cette égalité permet de calculer la masse de réactif consommée ou produite à partir de la mesure de l'intensité et de la durée.

Dans ce chapitre

• Couples oxydant-réducteur et transfert d'électrons
• Demi-équations électroniques et équation d'oxydoréduction
• Rôle du pont salin ou de la paroi poreuse
• Constitution d'une pile électrochimique
• Polarité des électrodes : anode et cathode
• Sens de circulation des porteurs de charge
• Tension à vide et polarité spontanée d'une pile
• Prévision de fonctionnement d'une pile par Qr,i et K
• Quantité d'électricité Q débitée par une pile
• Constante de Faraday F et quantité d'électrons échangés
• Capacité électrique maximale et durée de vie d'une pile
• Transformation forcée : principe de l'électrolyse
• Applications industrielles de l'électrolyse
• Bilan : Synthèse et méthode sur les piles et l'électrolyse