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Potentiel d’oxydo-réduction (HU) : Différence entre versions
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Le potentiel d'oxydoréduction (également appelé potentiel rédox) mesure l'équilibre entre les formes oxydées et réduites des différents composés chimiques. | Le potentiel d'oxydoréduction (également appelé potentiel rédox) mesure l'équilibre entre les formes oxydées et réduites des différents composés chimiques. | ||
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| − | * <math>E^0</math> : potentiel normal correspondant à l'équilibre lorsque les concentrations des formes oxydées et réduites sont égales ( | + | * <math>E^0</math> : potentiel normal correspondant à l'équilibre lorsque les concentrations des formes oxydées et réduites sont égales (<math>V</math>) ; |
* <math>n</math> : nombre d'électrons échangés ; | * <math>n</math> : nombre d'électrons échangés ; | ||
| − | * <math>R</math> : constante molaire des gaz parfaits ( | + | * <math>R</math> : constante molaire des gaz parfaits (<math>8{,}314\; J.mol^{-1}.K^{-1}</math>) ; |
* <math>T</math> : température absolue (<math>K</math>) ; | * <math>T</math> : température absolue (<math>K</math>) ; | ||
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* [Oxydant], [Réducteur] : Concentrations des espèces chimiques. | * [Oxydant], [Réducteur] : Concentrations des espèces chimiques. | ||
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| − | Les réactions et les équilibres d'oxydoréduction sont fonction du [[pH (HU)|pH]] du milieu. Le pouvoir oxydoréducteur, noté rH, permet d'associer les notions de pH et de potentiel d'oxydoréduction en une seule grandeur donnée par la relation : | + | Les réactions et les équilibres d'oxydoréduction sont fonction du [[pH (HU)|pH]] du milieu. Le pouvoir oxydoréducteur, noté <math>rH</math> ou <math>rH_2</math>, permet d'associer les notions de <math>pH</math> et de potentiel d'oxydoréduction en une seule grandeur donnée par la relation (2) (Fougerousse, 1996) : |
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== Mesure du potentiel d'oxydoréduction et application en hydrologie urbaine et assainissement == | == Mesure du potentiel d'oxydoréduction et application en hydrologie urbaine et assainissement == | ||
| − | La mesure du potentiel d'oxydoréduction est effectuée avec une électrode de référence au calomel et une électrode de mesure en argent ou en platine. Dans un effluent urbain ou dans un cours d'eau contenant de très nombreux composés sous formes oxydées et réduites, le potentiel d' | + | La mesure du potentiel d'oxydoréduction est effectuée avec une électrode de référence au calomel et une électrode de mesure en argent ou en platine. Dans un effluent urbain ou dans un cours d'eau contenant de très nombreux composés sous formes oxydées et réduites, le potentiel d'oxydo-réduction ne peut pas s'écrire de manière simple, et correspond à une indication globale sur l'état oxydant ou réducteur du milieu. Selon les valeurs mesurées, il est possible d'en déduire la probabilité de présence ou non de certaines espèces chimiques. Par exemple, l'azote est présent sous forme de nitrates en milieu oxydant, et sous forme d'ammonium en milieu réducteur. |
| − | La mesure du potentiel d'oxydoréduction constitue ainsi un très bon indicateur de l'état et de l'activité microbiologique globale du milieu étudié. Une mesure conjointe du pH est également indispensable pour caractériser plus finement le milieu. Dans la pratique, le | + | La mesure du potentiel d'oxydoréduction constitue ainsi un très bon indicateur de l'état et de l'activité microbiologique globale du milieu étudié. Une mesure conjointe du pH est également indispensable pour caractériser plus finement le milieu. Dans la pratique, le potentiel d'oxydo-réduction est donc l'une des grandeurs intégratrices les plus commodes pour caractériser l'état d'un milieu. Il est particulièrement utilisé pour caractériser les eaux résiduaires urbaines (Voir ''figure 1''). |
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<u>Pour en savoir plus</u> : | <u>Pour en savoir plus</u> : | ||
* [https://www.suezwaterhandbook.fr/eau-et-generalites/quelles-eaux-a-traiter-pourquoi/les-effluents-urbains/potentiel-d-oxydo-reduction-septicite Mémento Degrémont] | * [https://www.suezwaterhandbook.fr/eau-et-generalites/quelles-eaux-a-traiter-pourquoi/les-effluents-urbains/potentiel-d-oxydo-reduction-septicite Mémento Degrémont] | ||
| − | * | + | * Fougerousse, A. (1996) : Le potentiel redox E et le rH2, deux approches de l’évaluation de la force des oxydants et des réducteurs ; Bulletin de l'Union des Physiciens, N° 781 ; Vol ; pp 319-331 ; disponible sur http://materiel-physique.ens-lyon.fr/Logiciels/CD%20N%C2%B0%203%20BUP%20DOC%20V%204.0/Disk%201/TEXTES/1996/07810319.PDF |
<u>Voir aussi</u> : [[Oxydoréduction (HU)|Oxydo-réduction]]. | <u>Voir aussi</u> : [[Oxydoréduction (HU)|Oxydo-réduction]]. | ||
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]] | [[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]] | ||
| + | [[Catégorie:Processus_physico-chimiques_généraux_(HU)]] | ||
| + | [[Catégorie:Evaluation_de_la_qualité_physicochimique_et_sanitaire_de_l'eau,_des_sédiments_et_des_milieux_aquatiques_(HU)]] | ||
Version actuelle en date du 15 avril 2025 à 18:02
Traduction anglaise : Redox potential
Dernière mise à jour : 15/04/2025
Le potentiel d'oxydoréduction (également appelé potentiel rédox) mesure l'équilibre entre les formes oxydées et réduites des différents composés chimiques.
Dans une réaction d'oxydoréduction deux composés échangent des électrons selon la réaction globale :
Le sens des réactions d'oxydoréduction est déterminé par les potentiels d'oxydoréduction des couples oxydant/réducteur mis en jeu.
[modifier] Méthode de calcul
Pour un couple oxydant/réducteur donné, le potentiel d'oxydoréduction $ E $ du couple exprimé en volts se met sous la forme suivante (équation de Nernst) :
Avec :
- $ E^0 $ : potentiel normal correspondant à l'équilibre lorsque les concentrations des formes oxydées et réduites sont égales ($ V $) ;
- $ n $ : nombre d'électrons échangés ;
- $ R $ : constante molaire des gaz parfaits ($ 8{,}314\; J.mol^{-1}.K^{-1} $) ;
- $ T $ : température absolue ($ K $) ;
- $ F $ : constante de Faraday ($ 96 485\; C.mol^{-1} $) ;
- [Oxydant], [Réducteur] : Concentrations des espèces chimiques.
En pratique, on exprime les potentiels par rapport au potentiel d'une électrode normale à hydrogène ($ E_H $) de référence dont la valeur est fixée à zéro. A titre d'exemple, le potentiel d'oxydoréduction $ E^0 $ du couple $ Fe^{2+} / Fe^{3+} $ vaut 0,77 volts. Plus $ E^0 $ est élevé, plus l'oxydant est fort.
Les réactions et les équilibres d'oxydoréduction sont fonction du pH du milieu. Le pouvoir oxydoréducteur, noté $ rH $ ou $ rH_2 $, permet d'associer les notions de $ pH $ et de potentiel d'oxydoréduction en une seule grandeur donnée par la relation (2) (Fougerousse, 1996) :
Soit, à 20°C :
La valeur de $ rH $, qui varie entre 0 et 42, est celle qui est la plus pertinente pour mesurer si une eau est réductrice ou oxydante. Le point de neutralité est situé à 27. Le milieu est ainsi réducteur avec dégagement d'hydrogène pour $ rH $ < 27, et oxydant avec dégagement d'oxygène pour $ rH $ > 27.
[modifier] Mesure du potentiel d'oxydoréduction et application en hydrologie urbaine et assainissement
La mesure du potentiel d'oxydoréduction est effectuée avec une électrode de référence au calomel et une électrode de mesure en argent ou en platine. Dans un effluent urbain ou dans un cours d'eau contenant de très nombreux composés sous formes oxydées et réduites, le potentiel d'oxydo-réduction ne peut pas s'écrire de manière simple, et correspond à une indication globale sur l'état oxydant ou réducteur du milieu. Selon les valeurs mesurées, il est possible d'en déduire la probabilité de présence ou non de certaines espèces chimiques. Par exemple, l'azote est présent sous forme de nitrates en milieu oxydant, et sous forme d'ammonium en milieu réducteur.
La mesure du potentiel d'oxydoréduction constitue ainsi un très bon indicateur de l'état et de l'activité microbiologique globale du milieu étudié. Une mesure conjointe du pH est également indispensable pour caractériser plus finement le milieu. Dans la pratique, le potentiel d'oxydo-réduction est donc l'une des grandeurs intégratrices les plus commodes pour caractériser l'état d'un milieu. Il est particulièrement utilisé pour caractériser les eaux résiduaires urbaines (Voir figure 1).
Pour en savoir plus :
- Mémento Degrémont
- Fougerousse, A. (1996) : Le potentiel redox E et le rH2, deux approches de l’évaluation de la force des oxydants et des réducteurs ; Bulletin de l'Union des Physiciens, N° 781 ; Vol ; pp 319-331 ; disponible sur http://materiel-physique.ens-lyon.fr/Logiciels/CD%20N%C2%B0%203%20BUP%20DOC%20V%204.0/Disk%201/TEXTES/1996/07810319.PDF
Voir aussi : Oxydo-réduction.
