Généré le: 17 juin 2026 à 17:25

Calculateur d'énergie de Gibbs à partir du potentiel de pile

Données

Électrons échangés2
Potentiel de pile1,1 V

Généré avec OneCalc · https://onecalc.app/fr/chemistry/gibbs-from-cell-potential

Chimie

Calculateur d'énergie de Gibbs à partir du potentiel de pile

Calculer la variation d'énergie de Gibbs d'une réaction d'oxydoréduction à partir de son potentiel de pile avec ΔG = −nFE, où n est le nombre d'électrons échangés et F la constante de Faraday.

Données

≥ 1
V

Résultats

Saisissez une valeur pour afficher les résultats.

kJ/mol

Intégrer ce calculateur

Aperçu

Collez ce code dans votre page pour afficher le calculateur.

Partager ce calcul

Toute personne ouvrant ce lien verra vos valeurs déjà renseignées.

La variation d'énergie de Gibbs ΔG\Delta G indique si une réaction est spontanée et quel travail utile elle peut accomplir. Pour une réaction d'oxydoréduction se déroulant dans une pile électrochimique, cette énergie libre est portée par des électrons traversant une différence de potentiel ; elle se lit donc directement à partir de la tension de la pile. Ce calculateur transforme un potentiel de pile mesuré ou standard en ΔG\Delta G, le pont entre électrochimie et thermodynamique que l'on rencontre lorsqu'on relie les tensions de pile à la spontanéité.

L'énergie portée par les électrons

Lorsque nn moles d'électrons se déplacent à travers un potentiel EE, le travail électrique fourni est le produit de la charge par la tension. Une mole d'électrons porte la constante de Faraday F=96 485 C/molF = 96\,485\ \mathrm{C/mol} ; la variation d'énergie libre s'écrit donc :

ΔG=−nFE\Delta G = -nFE

Le signe moins traduit la convention selon laquelle une réaction spontanée libère de l'énergie libre. Comme ce produit s'exprime en joules par mole, la division par 1000 donne l'énergie libre en kilojoules par mole. L'emploi du potentiel standard E∘E^\circ fournit l'énergie libre standard ΔG∘\Delta G^\circ.

Exemple résolu

Une pile Daniell échange deux électrons et possède un potentiel standard de 1,10 V1{,}10\ \mathrm{V} :

ΔG∘=−nFE∘=−(2)(96 485)(1,10)=−212 267 J/mol≈−212,3 kJ/mol\begin{aligned} \Delta G^\circ &= -nFE^\circ \\ &= -(2)(96\,485)(1{,}10) \\ &= -212\,267\ \mathrm{J/mol} \\ &\approx -212{,}3\ \mathrm{kJ/mol} \end{aligned}

La forte valeur négative montre que la réaction est nettement spontanée et qu'elle peut libérer une quantité substantielle d'énergie sous forme de travail électrique.

Pourquoi cette formule fonctionne

L'énergie libre est le travail maximal autre que celui de dilatation disponible à partir d'un processus. Dans une pile, ce travail est électrique : une charge nFnF poussée à travers une tension EE. L'égalité des deux donne exactement ΔG=−nFE\Delta G = -nFE. La même relation s'applique en sens inverse — un ΔG\Delta G connu implique une tension de pile — ce qui permet de recouper données thermodynamiques et mesures électrochimiques.

Pour déterminer le potentiel de pile lui-même à partir des tables d'électrodes, on part du Calculateur de potentiel standard de pile. Comme ΔG∘\Delta G^\circ vaut aussi −RTln⁡K-RT\ln K, l'énergie libre se relie directement à la position d'équilibre calculée par le Calculateur de constante d'équilibre à partir du potentiel de pile. Pour une voie non électrochimique menant à la même grandeur, le Calculateur d'énergie libre de Gibbs utilise plutôt l'enthalpie et l'entropie.

Questions fréquentes (FAQ)

Quelle est la formule reliant ΔG et le potentiel de pile ?

ΔG = −nFE, où n est le nombre de moles d'électrons échangés, F la constante de Faraday (96 485 C/mol) et E le potentiel de pile en volts. Le produit nFE s'exprime en joules par mole ; la division par 1000 donne ΔG en kJ/mol. Avec le potentiel standard E°, l'équation fournit l'énergie libre standard ΔG°.

Pourquoi un potentiel de pile positif donne-t-il un ΔG négatif ?

Le signe moins de ΔG = −nFE traduit la convention selon laquelle les réactions spontanées libèrent de l'énergie libre. Une pile galvanique a un potentiel positif, que le signe négatif transforme en un ΔG négatif, marquant le processus comme spontané. Plus le potentiel de pile est élevé, plus l'énergie libre est négative et plus le travail électrique maximal disponible est grand.

Qu'est-ce que la constante de Faraday et pourquoi apparaît-elle ici ?

La constante de Faraday F est la charge portée par une mole d'électrons, soit 96 485 coulombs par mole. Le produit nF convertit les moles d'électrons en charge totale, et la multiplication par le potentiel E convertit la charge en énergie (puisque énergie = charge × tension). C'est pourquoi ΔG = −nFE relie le nombre d'électrons, la tension et l'énergie libre.

Quel est le lien entre ΔG et la constante d'équilibre ici ?

L'énergie libre standard se relie à la constante d'équilibre par ΔG° = −RT ln K. Combinée à ΔG° = −nFE°, on obtient ln K = nFE°/(RT) ; un potentiel standard de pile positif correspond donc à K > 1 et à une réaction favorable aux produits. Le potentiel de pile, l'énergie libre et la constante d'équilibre sont trois facettes de la même force motrice thermodynamique.

Recommandations

Calculateur de potentiel standard de pile

Déterminer le potentiel standard d'une pile électrochimique à partir des potentiels standard de réduction de ses électrodes avec E°pile = E°cathode − E°anode.

 En savoir plus
Calculateur d'énergie libre de Gibbs

Calculer l'énergie libre de Gibbs ΔG à partir de l'enthalpie ΔH, de l'entropie ΔS et de la température T à l'aide de ΔG = ΔH − TΔS.

 En savoir plus
Calculateur de constante d'équilibre à partir du potentiel de pile

Calculer la constante d'équilibre K d'une réaction d'oxydoréduction à partir de son potentiel standard de pile avec ln K = nFE°/(RT).

 En savoir plus

200+ calculateurs · 10 langues · 100 % gratuit

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

Non

Comment pourrions-nous améliorer ce calculateur ?
Propulsé par OneCalc ↗