Qu’est-ce qu’un diagramme potentiel-pH ?
C’est un diagramme d’équilibre représentant le potentiel de l’espèce étudiée à ses différents degrés d’oxydation en fonction du pH de la solution.
Ce type de diagramme laisse apparaître différents domaines de stabilité délimités par des lignes appelées courbes potentiel-pH.
Quelles conventions sont utilisées pour réaliser un diagramme potentiel-pH ?
Un diagramme potentiel-pH est construit pour une concentration fixée de l’élément étudié, appelée concentration totale.
Pour une frontière séparant les domaines de prédominance de deux espèces dissoutes, les concentration des deux espèces sont égales sur la frontière.
Pour une frontière séparant une espèce dissoute d’une espèce solide, concentration de l’espèce dissoute = concentration totale et le cristal existe. Dans le domaine de l’espèce dissoute, le solide n’existe pas (condition d’existence).
Comment est tracée une courbe potentiel-pH ?
Une courbe potentiel-pH représente la valeur du potentiel d’oxydoréduction d’un couple en fonction du pH. L’équation de cette courbe est déterminée à partir de la relation de Nernst. En effet, si on considère, par exemple, la réaction :
$Ox+ne^-+mH⁺ \rightleftarrows Red$
L’équation de Nernst s’écrit :
$E=E^0+\frac{RT}{n\cal{F}}ln(\frac{[Ox][H^+]^m}{[Red]})$
avec $E^0$ le potentiel standard du couple redox.
Comme $pH=-log([H_3O^+])$ et comme dans le cas d’une frontière, $[Ox]=[Red]$, on a l’équation de la courbe potentiel-pH qui découle de la formule de Nernst :
$E=E^0-2.3\times \frac{RT}{n\cal{F}}\times m \times pH$
