Dernière mise à jour : 2026-06-16

Le potentiel standard de pile, noté $E^\circ_{pile}$, est la tension qu'une pile électrochimique produit lorsque chaque espèce se trouve dans son état standard : 1 M pour les ions dissous, 1 bar pour les gaz, à une température fixée, conventionnellement 25 °C. Il mesure la force motrice thermodynamique de la réaction globale d'oxydoréduction de la pile. L'étude des piles galvaniques, des batteries ou de la corrosion s'appuie sur lui pour prévoir si une réaction d'oxydoréduction se déroule spontanément et quel travail électrique elle peut fournir.

Combinaison des deux demi-piles

Toute pile est constituée de deux demi-réactions. Les tables de réduction présentent chaque demi-réaction comme une réduction accompagnée de son potentiel standard de réduction. Dans une pile en fonctionnement, l'une des électrodes est forcée de fonctionner en sens inverse (oxydation), mais les potentiels se combinent tels qu'ils sont tabulés :

$E^\circ_{pile} = E^\circ_{cathode} - E^\circ_{anode}$

La cathode est l'électrode où se produit la réduction et l'anode celle où se produit l'oxydation. Comme les deux nombres proviennent de la table sous forme de potentiels de réduction, on soustrait directement la valeur de l'anode plutôt que d'en inverser le signe à la main.

Exemple résolu

Considérons la pile Daniell classique, qui associe le cuivre et le zinc. À partir d'une table de réduction, $E^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\ \mathrm{V}$ et $E^\circ(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\ \mathrm{V}$. Le cuivre possède le potentiel de réduction le plus élevé ; il constitue donc la cathode :

Le résultat positif confirme que la pile est galvanique : le zinc cède spontanément des électrons aux ions cuivre, produisant environ 1,10 V.

Signification du signe

Un $E^\circ_{pile}$ positif correspond à une réaction spontanée en raison du lien $\Delta G^\circ = -nFE^\circ_{pile}$ : un potentiel positif donne une énergie libre négative. Si l'attribution des électrodes conduit à un résultat négatif, on décrit la réaction inverse, qui ne se déroule que sous l'action d'une tension extérieure, comme dans l'électrolyse. Pour passer d'un potentiel positif à l'énergie libre correspondante, on utilise le Calculateur d'énergie de Gibbs à partir du potentiel de pile, et pour savoir jusqu'où la réaction progresse, le Calculateur de constante d'équilibre à partir du potentiel de pile.

Les potentiels standard supposent des concentrations à l'état standard. Lorsque les concentrations diffèrent, le potentiel réel se décale selon le Calculateur de l'équation de Nernst, qui redonne la valeur standard lorsque toutes les activités valent un.