POTENTIEL CHIMIQUE

-potentiel chimique

Un POTENTIEL CHIMIQUE (STRICTO SENSU)  est une énergie chimique (dans les systèmes thermodynamiques)

Equation aux dimensions structurelles : L2.M.T-2       Symbole Ec      

Unité S.I + : le Joule (J)

En thermodynamique, dans un système en équilibre et à pression constante (isobare) le potentiel chimique répond à la relation de Gibbs-Duheim:

Σqi.E= 0     où qi (mol) sont les quantités de matière et Ec(J) est le potentiel chimique

Pour les réactions chimiques (cas particulier de ci-dessus) voir chapitre spécial énergie chimique

Un potentiel d'oxydo-réduction (souvent nommé REDOX) est le potentiel impliqué dans une réaction d'oxydo-réduction (oxydo signifiant captation d'électrons et réduction signifiant cession d'électrons) Ce qui est le cas des réactions chimiques comme la combustion, la corrosion, la respiration, la mise en forme métallurgique, etc

 

POTENTIEL CHIMIQUE MOLAIRE

Le potentiel chimique molaire est une fois sur deux un terme raccourci par des chimistes pressés, qui n'offrent en lecture que les termes abrégés de"potentiel chimique" ou potentiel "molaire". Il s'agit cependant bien hélas d'un potentiel (énergie), chimique, ramené à la quantité de matière en cause (molaire)

Equation aux dimensions structurelles : L2.M.T-2.N-1

Symbole E*      Unité S.I + :le Joule/mole

Ce potentiel chimique molaire (grandeur intensive) est une variation d’enthalpie libre molaire d'un constituant (variation obtenue en ajoutant une molécule de ce constituant et en conservant tous les autres paramètres que sont pression, température et quantité des autres constituants)

E*= ΔG / Δq

où E*h(J/mol)= potentiel chimique molaire

Δ(symbole)= variation

G(J)= enthalpie libre

q(mol) = quantité de matière

-potentiel chimique molaire dans un système thermodynamique

E*= q'h.m‘m

q'h (J/kg)= enthalpie massique, qui vaut par ailleurs (dF/dm) - (dG/dm)

F et G(J) sont les énergies de Helmholtz et Gibbs

m(kg)= masse de composant

m‘m(kg/mol)= masse molaire du composant

-potentiel chimique molaire d’un constituant gazeux dans une réaction chimique

dE*= -S.dT / q + V*.dp

avec E*h(J/mol)= potentiel chimique molaire

S/ q(J/mol-K)= entropie molaire

V*(m3/mol)= volume molaire

p(Pa)= pression

T(K)= température absolue

-potentiel (tension) électrochimique

c'est un cas de potentiel molaire, utilisé dans les réactions chimiques

définition E*éc = Z.C*F.U

où E*éc(J/mol) est le potentiel électrochimique, C*F (C/mol) est la constante de Faraday  le numéro atomique (ou nombre de charge) et U(V) la tension électrique

C'est en fait un travail molaire et le mot électro indique seulement que le travail provient de la présence d'une charge électrique

-on utilise aussi la notion de potentiel chimique massique molaire, qui est une énergie massique chimique ramenée à la quantité de matière en cause

Equation aux dimensions structurelles : L2.T-2.N-1

Symbole K'   Unité S.I + : le Joule/kg-mole

 

POTENTIELS CHIMIQUES LOGARITHMIQUES

Le pH est la caractéristique ionique d’une cellule électrolytique:

pH = -log10 [concentration en ions libres oxonium]

L’oxonium (ex hydronium) est H3O+et est issu de la réaction de dissociation :

HCl + H²O = H3O++ Cl-

Les pH d’acidité sont compris entre 0 et 7 .Exemples: HCl(0,1)--H²SO4(0,3)--citron(2,3)--vinaigre(2,8)--café(5)--pluie(5à6)

Celui de la neutralité est de 7 (Ex: eau distillée)

Ceux de la basicité sont compris entre 7 et 14 .Exemples: eau de mer(8)--bicarbonate de Na(9)--soude(14)

 

Le pOH est une notion symétrique du pH >> 

-log10[concentration en ions OH-].

On a toujours pH + pOH = 14

 

On utilise également le pK, qui est l’inverse du pH et qui est donc = -colog10[concentration en oxonium] C'est une constante d'équilibre

Nota: dans une réaction acide-base, l’acide cède un proton à la base

 

Les taux d’acidité et de basicité sont des termes utilisés parfois en vie courante pour exprimer un pourcentage (d'acide ou de base) dissous dans une solution

 

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