La réaction, par échange de deux électrons par ion transformé, est
Les potentiels standards respectifs sont
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Puisque les concentrations intiales sont égales, nous pouvons attribuer tout de suite le sens de la réaction globale : il y a production de et consommation de . est négatif, alors, pour le mener à zéro il faut augmenter la concentration en et diminuer la concentration en . Le pôl positif de la pile sera au fer (consommation d'électrons par ), et le pôle négatif au zinc.
Par un tableau d'avancement nous pouvons écrire
et la f.e.m. s'exprime alors en fonction du paramètre d'avancement
comme
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Le transfert d'électrons est directement proportionnel au paramètre d'avancement : .
Il faut encore calculer la valeur de à l'équilibre. Pour cela nous
utilisons la condition d'équilibre
, c'est-à-dire
La tension de la pile baisse très peu jusqu'à environ 95% de sa capacité totale. Par ailleurs, si l'on applique une tension extérieure égale à la tension initiale et dans le sens opposé ( au zinc et au fer), on va inverser le sens du courant et recharger la pile.