chimie : deux demi piles Al3+ / Al et Cu2+/Cu

[invitef607b548]

Bonjour,

j'ai un exercice de chimie à faire pour la rentrée dans ma nouvelle école et je suis bloquée. Si quelqu'un voulait bien m'aider ça serait super!

merci d'avance.

Voici l'énoncé :

On réalise la pile suivante : Al/Al2(SO4)3 (1M)/KNO3 (4M)/CuSO4 (1M)/Cu par association de deux demi piles Al3+/Al et Cu2+/Cu reliées par un pont salin constitué de KNO3 (4M). Les sulfatesde cuivre et d'aluminium sont des éléctrolytes forts donc totalement dissociés..

a) Proposer un montage expérimental de cette pile ; préciser la polarités des électrodes, leur nature, le sens du courant, le mouvement des électrons et le mouvement des anions.
b)Donner les degrés d'oxydation des différentes espèces présentes.
c) ecrire les deux demi reactions rédox ainsi que le bilan réactionnel.
d)Donner l'expression du potentiel de chaque électrode et leurs valeurs à l'instant initial.
e)Donner l'expression de la fem de cette pile. Quelle est cette valeur à l'instant initial et à l'équilibre.
f)En déduire la constante d'équilibre de la réaction d'oxydo réduction entre l'aluminium et le cuivre.
g) Que peut on en conclure. Quel sera le facteur limitant de cette pile?

données : Al3+/Al = - 1,662 Volts Cu2+:Cu = + 0,521 Volts

Pour la question a) j'ai fait le schéma ci joint et jai expliqué ce schéma en quelques phrases.
Pour la question b) je n'en ai aucune idée car au lycée je n'ai jamais entendu parler de degré d'oxydation.
c) les demi equations sont : Cu2+ + 2e- = Cu et Al= Al3+ + 3e-
le bilan réactionnel est donc : 3 Cu2+ + 2Al = 3 Cu + 2 Al3+
d) je ne sais pas ce qu'est le potentiel ni les valeurs a l'instant initial.
e)idem
f) k = [Al3+]² / [cu2+]^3 mais sans les valeurs de la question e) je ne peux pas faire le calcul
g) je suppose que K sera superieur à Qri, dans ce cas nous pourrons en conclure que la transformation se fait dans le sens direct.pour le facteur limitant je ne sais pas encore.

merci pour votre aide
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[moco]

Si tu ne sais pas ce qu'est un potentiel, c'est tout un cours qu'il faudrait te donner là dessus. Et on ne peut pas le faire dans le cadre restreint du Forum.
Ce que tu peux en tout cas dire, c'est que, quels que soient les calculs théoriques que tu essaieras de faire, la pile ne marchera pas si on essaie de la réaliser en pratique. En effet, l'aluminium ne donne jamais la très jolie équation Al --> Al3+ + 3 e-, que ce soit dans la pile que tu étudies ou une autre. L'aluminium ne fait tout simplement rien dans l'eau, mais alors rien, car il est protégé par une couche étanche d'oxyde d'aluminium Al2O3 transparente et adhérente. Et si par hasard on détruit cette couche, par exemple en l'amalgamant, l'aluminium réagit chimiquement avec l'eau en dégageant de l'hydrogène et en formant Al(OH)3.
Alors tous les calculs qu'on fait sont très beaux et très intéressants, mais ils ne correspondent à rien en pratique. On peut bien sûr faire des calculs de potentiel, pour montrer qu'on a compris la théorie. Mais la tension mesurée ne correspondra à rien si on essaie vraiment de faire cette pile.

[invitef607b548]

merci, et en ce qui concerne les degrés d'oxydation?

[moco]

Le degré d'oxydation est un nombre qui caractérise un atome pris dans une combinaison, une molécule ou un ion.
Pour un atome seul, le d.o. est nul. Pour un ion monoatomique, c'est la charge du ion. Ex. Pour Fe3+, le d.o. vaut +3. Pour Cl-, le d.o. vaut -1.
Dans une molécule, la somme des d.o. des atomes est égal à zéro.
Le d.o. des atomes alcalins (1ère colonne) est toujours égal à +1.
Le d.o. du fluor est toujours égal à -1.
Le d.o. de l'hydrogène est en général égal à +1, sauf dans NaH
Le d.o. de l'oxygène est en général égal à -2 (sauf dans OF2 et dans H2O2)
On trouve les autres degrés d'oxydation par soustraction.
Ex. Dans HCl, le d.o. vaut +1 pour H et -1 pour Cl.
Dans H2SO4, le do. de S vaut x, et on pose que : 2·1 + x + 4·(-2) = 0. Donc x = +6.
Pour les ions polyatomiques, la somme des d.o. est égale à la charge du ion.
Pour le ion dichromate Cr2O7^2-, le d.o. de Cr vaut x, avec : 2x + 7(-2) = -2. Donc x = +6

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef607b548]

donc le degré d'oxydation de Cu2+ est +2 si j'ai bien compris? et par contre pour KNO3 pourriez vous m'éclairer?
merci encore

[moco]

Dans KNO3, tu sais que K est dans la 1ère colonne, donc que son d.o. vaut +1.
Tu sais aussi que le d.o. de l'Oxygène vaut -2. Celui de N est inconnu. Il vaut donc x.
Tu fais la somme sur tous les atomes de cette formule, et la somme donne zéro. Cela donne : 1 + x + 3(-2) = 0. Tu tires x = 5.

[invite2a974882]

je sens que tu vas a beauvais non ??

[invite9ee40a09]

Moi j'y vais en tout cas
Et j'ai une question l'exrcice est vraiment faisable ou c'est juste pour le bizutage?

[invite2a974882]

moi aussi je rentre en premiere année, a mon avis c est pas pour le bizutage l exo de mecanique etait fesable lui ...

ta fait ton poeme ^^tu rentres en quel spé ?

[invitef607b548]

Oui en effet je vais a Beauvais aussi ^^ bon je vois Qu on est 3 a galerer pr ces exos je rentre en spe alimentation et santé et vous?

[invite2a974882]

sa fait plaisir de pas se sentir seul a galerer la dessus ^^
moi je rentre en geologie,sa serai marrant qu on essaye de se voir tous avant la semaine d inté nan ?!(enfin si vs etes sur paris biensur )

sinon a la semaine prochaine !!

[invitef607b548]

Moi je suis a Paris aussi en tt cas! j'ai un pote aussi qui entre en géologie! J'avoue que Ca pourrait être marrant de se voir tous les 3 avant mardi

[invite9ee40a09]

Moi je suis en alimentation et santé et je suis pas loin de paris environ 30min.

[invite9ee40a09]

En tout cas faudrait au moins essayer de se retrouver pendant la semaine ca serait marrant

[invite628fbf90]

Hey salut tout le monde,

Moi aussi je vais en section geol à lasalle beauvais mais je serais pas là-bas avant mardi. Est ce que quelqu'un pourrait m'aider pour l'exo de physique je bloque. Est-ce que ça a un rapport avec la statique du solide?
Le poème, c'est juste abusé, 30 lignes en alexandrins xD.

[invite9ee40a09]

Pour le dm il y une discussion sur le sujet si tu cherches bien!!!
Et sinon pour le poeme c'est sur que c'est chaud mais bon ca fait partie du bizutage =)

[invitef607b548]

enfin quelqu un qui va en alimentation et sante et pas en geologie :P
kate 77, tu ne viendrais pas a paris par hasard ce weekend? ca serait cool qu on se voit tous ensemble, histoire de connaitre quelques tetes avant mardi

[invite9ee40a09]

ba ca va etre un peu chaud, je suis en plein dans les valises. Mais c'est prévu pour quand?

[invitef607b548]

rien de prévu pour l'instant. Ca serait qd tu veux

[invite9ee40a09]

ba je peux essayer demain mais ca serait ou et on se reconnaitra comment?

[invite628fbf90]

Déguisez-vous en dodo =D

[invitef607b548]

moi ca mest egale! la ou cest le plus facile pr toi? tu viens comment?

[invitef607b548]

et toi nico tu habites ou? sinon tu es le bienvenu aussi

[invite9ee40a09]

Moi je prends la ligne A du rer donc faut voir la station ou on se rejoint

[invite628fbf90]

Je trouve pas le sujet sur le dm même après moultes recherches :3 (trop de topics différents) si quequ'un pouvait me mettre le lien svp :3

sinon jvoudrais bien venir mais... Jsuis a Bordeaux :3 jpars ce WE

[invite9ee40a09]

au faite bonne idée nico sauf que nous on est des castors xD

[invite628fbf90]

Ah ouais mince >.< c'est vrai qu'il y a deux mascottes pour la SECTION géol.

[invite9ee40a09]

http://forums.futura-sciences.com/ph...mecanique.html

Voila et tous ca grace a notre petit ou petite (je ne sais pas) carichou

[invite9ee40a09]

nan mais c'est pcq nous on est alimentation et santé pas géol

[invite628fbf90]

Merci gars/fille/autre =D

sinon juste par simple curiosité, zetes d'où? Histoire de pouvoir voir a vos stand lors de lapero des régions.

.... Ah mais ouais! (Souviens toi de l'hymne >.< la prophétie avec les castors les dodos et les lombrics)