Chimie
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Enthalpie libre de réaction et force électromotrice d'une pile

Considérons un échange d'une quantité élémentaire d'électrons et supposons le transfert d'énergie associé réversible. Dans ce cas on a :

et ainsi

L'échange d'électrons étant associé à la réaction d'oxydo-réduction, on a également :

ou est la variation d'enthalpie libre de la réaction.  

La quantité d'électrons échangés dépend elle aussi de l'avancement de réaction . Quand on équilibre la réaction rédox, on fait intervenir les électrons selon un nombre stoechiométrique tel que :

( est compté positivement ici)

On a donc :

En simplifiant par , on obtient la relation valable quel que soit l'avancement de la réaction si la transformation est réversible.

La transformation est strictement réversible si la charge électrique échangée tend vers 0 ce qui revient à un courant électrique tendant vers 0. Dans ces conditions, la différence de potentiel est égale à la force électromotrice de la pile. On obtient ainsi la relation fondamentale :

Remarque

Unités :

en J.mol-1

en C.mol-1

en V (1 C.V = 1 J)

est un nombre stoechiométrique et est donc sans unité.

Légende :
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