OXYDORÉDUCTIONS, biologie

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Le potentiel d'oxydoréduction

Lorsque deux systèmes rédox sont mis en présence, lequel des deux va réduire l'autre ? La considération du potentiel d'oxydoréduction permet de répondre à la question.

Définition

Le potentiel d'oxydoréduction – en abrégé potentiel rédox – est une grandeur thermodynamique qui mesure le pouvoir oxydant ou réducteur d'un système rédox. Plus un système est oxydant, c'est-à-dire plus il est apte à se réduire en captant des électrons, et plus son potentiel d'oxydoréduction est élevé. Plus il est réducteur et a tendance à céder des électrons, et plus son potentiel rédox est bas.

Pour définir le potentiel d'oxydoréduction d'un système S, imaginons que ce système soit mis dans le compartiment A d'une pile dont le compartiment B contient un système de référence R (fig. 1). Si S est plus oxydant que R, il va capter des électrons à ce dernier, d'où un courant d'électrons de B à A, c'est-à-dire un courant électrique de A à B (le sens du courant, arbitrairement choisi, est inverse de celui de la marche des électrons). La différence de potentiel ainsi créée est, par définition, le potentiel d'oxydoréduction de S, positif si S est plus oxydant que R, négatif s'il est plus réducteur.

Pile

Dessin : Pile

Dessin

Principe d'une pile d'oxydoréduction. S (supposé plus réducteur que R, système de référence) attire les électrons de R. Le pont de KCl assure le maintien de l'équilibre des charges et le passage du courant. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le système de référence est une électrode normale à hydrogène H2 gazeux, sous 1 atmosphère (1 013 hectopascals), barbotant dans une solution de pH = 0, fournissant des électrons selon la réaction : H2 → 2 H+ + 2 e. Le potentiel normal d'oxydoréduction, qui s'exprime en volts (ou en mV), se mesure avec des concentrations unimolaires (1 mol l—1), à 0 0C (273 K), et selon le pH, on le désigne par E0 en chimie à pH = 0, et en biologie à pH = 7, on le désigne par E′0. Avec d'autres concentrations et une autre température, le potentiel est donné par la relation de Nernst

(R, constante des gaz parfaits, 8,315 J K—1 mol—1 ; T, température absolue, en K ; n, nombre d'électrons échangés ; F, constante de Faraday = 96 485 C mol—1 ; ln, logarithme népérien = 2,303 log10 ; les valeurs de S entre crochets correspondant aux activités du système sous forme oxydée et réduite (qui se confonde [...]


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Pile

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Photosyntèse : transferts d'électrons

Photosyntèse : transferts d'électrons
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Oxydations dans la chaîne respiratoire

Oxydations dans la chaîne respiratoire
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Réduction des nitrates

Réduction des nitrates
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Écrit par :

  • : professeur honoraire de physiologie végétale à l'université de Paris-VII, membre de l'Académie d'agriculture

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Pour citer l’article

René HELLER, « OXYDORÉDUCTIONS, biologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/oxydoreductions-biologie/