Thermodynamique

[C.l]

Bonjour,
je bloque sur un problème de thermodynamique, le problème a déjà été posé il y a quelques années mais les réponses ne m'ont pas vraiment aidés.

Voci l'énoncé:
Un morceau de plomb est jeté dans une solution aqueuse d'acide perchlorique et l'enciente eset fermée. On observe la formation vigoureuse d'hydrogène. Après quelque temps, la formation de gaz cesse, avec une petite quantité de Pb(s) toujours présente dans l'enceinte. A ce moment, le pH de la solution est de 2.8 et la pression partielle de H2(g) dans l'enceinte est de 26 bar. Calculez la concentration de Pb2+ en solution à l'équilibre à 298K. En augmentant la température à partir de 298K, est-ce que la pression partielle de H2 augmente ou diminue?

On nous donne des informations concernant l'energie de Gibbs et l'enthalpie.
Est-ce que l'équation de la réaction est-elle:
Pb(s) + 2HClO4 = Pb2+(aq) + H2(g) + 2ClO4- ?

J'ai commencé par poser: deltaG = -RTlnK pour trouver la constante d'équilibre mais après je suis bloqué.
Si quelqu'un pourrait m'aider ce serait vraiment gentil.
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[jeanne08]

L'acide perchlorique est un acide fort. tu vas donc écrire la réaction qui a lieu en tenant compte de cela.
Quelle est l'expression de la constante d'équilibre ? Tu connais la valeur numérique de la constante d'équilibre , l'activité de l'eau est 1 , tu connais le pH donc la concentration en H3O+ et PH2 ...

[C.l]

En tenant compte de votre réponse jen conclus que l'équation est:

Pb(s) + HClO4 = Pb2+(aq) + H+ + ClO4-

la constante d'équilibre est donc : K = [Pb2+][H+][ClO4-] ?

[jeanne08]

Non . Un acide fort est totalement dissocié en H3O+ ( que tu peux ecrire H+ si tu veux pour alléger les écritures) et ClO4 - ( spectateur ) donc la réaction va s'écrire :
Pb s + ... H+ -> Pb2+ + ...
Ensuite tu écris l'expression de la constante d'équilibre ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[C.l]

Alors la réaction s'écrit:


Pb(s) + H+ = Pb(2+) + ClO4-(aq) ?

et K = [Clo4-][Pb2+]/[H+] ?

Mais donc la concentration de ClO4- n'est pas donné, elle est égale à la concentration de H+?

[Kemiste]

Bonsoir.
La réaction n'est pas du tout équilibrée. Que signifie qu'un ion est spectateur ? Quels sont les couples redox qui entrent en jeu ?

[C.l]

Un ion spectateur est un ion qui ne participe pas à la réaction mais qui permet son bon déroulement. Les couples redox sont Pb/Pb2+

[Kemiste]

Un ion spectateur est un ion qui ne participe pas à la réaction mais qui permet son bon déroulement.

Un ion spectateur ne permet pas forcément le bon déroulement d'une réaction. Etant donné qu'un ion spectateur n'intervient pas et que jeanne08 est indiqué que l'ion ClO₄^- était un ion spectateur pourquoi l'avoir fait intervenir ?

Les couples redox sont Pb/Pb2+

C'est le premier couple. Quel est le deuxième ?

[C.l]

H+ et 1/2H2 ?

[Kemiste]

H+ et 1/2H2 ?

Le couple est H⁺/H₂. Le coefficient stœchiométrique "1/2" n’apparaîtra que si tu écris une équation.

Maintenant que tu as les deux couples tu peux facilement trouver l'équation de la réaction. Si ça peut t'aider tu peux écrire les demi-équations associées.

[C.l]

Merci maintenant j'ai bien compris. J'ai encore une question, à quoi me sert de savoir l'enthalpie pour trouver la concentration d'équilibre?

Pour calculer l'énergie de gibbs du coup je n'utilise pas les valeurs de ClO4-?

[jeanne08]

Tu n'as pas besoin de données concernant ClO4 - car il n'intervient pas dans la réaction.
L'enthalpie est donnée pour pouvoir répondre à la question :" ... quand on augmente la température ... " voir la loi de Van t 'Hoff