Études expérimentales et théoriques du potentiel de membranes de verre dans l’électrolyte NaCl-KCl-AgCl fondu

Laboratoire de Physique Enseignement, 1, rue Victor-Cousin, Paris, 5 e, France.

Résumé

Nous avons déterminé les potentiels de diverses membranes de verre dans l’électrolyte NaCl-KCl-AgCl fondu en mesurant la f.é.m. de la pile de concentration :

Ag/AgCl(x₁) dans NaCl-KCl/Membrane de verre/AgCl(x₂) dans NaCl-KCl/Ag.

Les deux compartiments de la pile sont en contact ionique par l’intermédiaire de la membrane de verre qui est d’une épaisseur de 1 mm. L’électrolyte NaCl-KCl est un mélange équimoléculaire. Les membranes utilisées sont en verre « Pyrex » ou « Vycor », ainsi qu’en quartz.

On obtient les potentiels de membrane par différence entre les f.é.m. mesurées et les potentiels théoriques calculés à partir de l’équation de NERNST. Les verres « Pyrex » et « Vycor » ont des potentiels de membrane sensiblement identiques. Dans le cas du quartz, il n’apparaît pas de potentiel de membrane.

On interprète le potentiel de membrane comme étant la somme d’un potentiel de diffusion et d’interface. On vérifie que les potentiels expérimentaux satisfont à l’équation :

E(membrane) = (RT/F)(t_Na⁺ + t_K⁺) Log (1 — Χ₁)/(1 — x₂).

Ceci pourrait impliquer que le nombre de transport de l’argent est négligeable vis-à-vis de celui des ions alcalins et que d’autre part le potentiel d’interface est très faible par rapport au potentiel de diffusion.

Abstract

We measure the electromotive force of the concentration cell :

Ag/AgCl(x₁)NaCl-KCl/glass membrane/AgCl(x₂)-NaCl-KCl/Ag

The two electrolytes of the cell are in ionic contact by means of the glass membrane (thickness: 1mm); the electrolyte NaCl-KCl is an equimolecular mixture. The membranes are in glass : « Pyrex », « Vycor »; or in quartz.

The membrane potentials are obtained by difference between the measured e.m.f. and the theoretical potential (NERNST’S formula) of the concentration ceil. The glasses « Pyrex » and « Vycor » have membrane potentials of the same magnitude; for the quartz the measures do not indicate the presence of a membrane potential.

We suppose that the membrane potential is the sum of a « diffusion potential » and of a « boundary potential ». The experimental potential can be pointed out by the equation :

E(membrane) = (RT/F)(t_Na⁺ + t_K⁺) Log (1 — x₁)/(1 — x₂).

According to this equation, it seems that the transference number of Ag⁺ is very small and (t_Nа⁺ + t_K⁺) ≈ 1 ; moreover the boundary potential would be also very small.