Influence de la température sur la fem

[invite0da21158]

Bonjour à tous !
Alors voilà j’ai fait un TP de chimie sur l’influence de la température sur la f.e.m d’une pile Zn/Zn++ // Fe(CN)6 4-/Pt et j’ai dû mal à répondre à ceratines questions du compte rendu.
Je comptais donc sur vous pour me donner un coup de main.

Alors en fait, on a placé de béchers dans un cristallisoir en pyrex que l’on a placé sur une plaque chauffante munie d’un thermostat. Dans le premier becher on a introduit 100 ml d’une solution de Zn(II) à 0.10 mol/L dans laquelle on a introduit une électrode de zinc. Tandis que dans le seconde becher, on a introduit 50 mL de solution d’hexacyanoferrate(III) de potassium à 0.10 mol/L et 50 mL de solution d’hexacyanoferrate(II) de potassium 0.10 mol/L. dans laquelle on a plongé une électrode de platine. On a relié les deux bechers par un pont salin.

Puis on a mesuré la fem en fonction de la température.

On m’a alors demandé de reporter les valeurs sur un graphe j’ai alors obtenu une droite.

On me demande ensuite quelle est la réaction mis en jeu et là je ne vois pas très bien quelle peut être cette réaction.

Je pensais en fait à ceci :

Zn ---->Zn++ + 2 e-

2Fe(CN)6 4- + 2e- -----> 2 Fe(CN)6 3-

Ce qui donnerait donc :

Zn + 2Fe(CN)6 4- -----> Zn++ + 2 Fe(CN)6 3-

Mais c’est surtout pour cette question-ci que je ne vois pas du tout comment faire.
« Sachant que la relation entre l’enthalpie libre et la fem à chaque température T est
ΔrG(T) = -nFΔE(T),
Déterminer les grandeurs ΔrH et ΔrS de la réactioon mise en jeu. On considèrera ΔrH et
ΔrS constantes dans l’intervalle de température étudiée »

Je sais que ΔrG(T) = ΔrH(T) – TΔrS(T) = -nFΔE(T) mais je ne vois pas bien comment me servir de cette relation.

Je vous en remercie d’avance pour votre aide.
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[invite634cd675]

Tu fais apparemment une approximation d'Ellingham: "On considèrera ΔrH et ΔrS constantes dans l’intervalle de température étudiée".

Donc ΔrG(T) = ΔrH – TΔrS = -nFΔE(T)

J'ai enlevé la dépendance en T de ΔrH et de ΔrS.
Essaie ensuite d'exprimer ΔE(T) (formule de Nernst...) qui est sans doute une fonction affine de T: a + bT
Il suffit alors d'identifier: ΔrH = a et ΔrS = -b.

Je précise que je ne l'ai pas fait, mais je le sens comme ça. Dis-nous si ça marche.

[invite0da21158]

Sinon je peux pas me servie de la courbe (fem en fonction de la température)que j'ai du tracer à la question précédente car j'ai bien une droite y = ax+b parce que je ne comprends pas très bien ce que tu m'as dit de faire !

[invite634cd675]

Si, bien sûr, j'ai lu trop vite...

Après avoir tracé ΔE = f(T), qui est une affine, tu peux lire sur le graphe l'ordonnée à l'origine (a) et la pente (b) tels que ΔE = a + bT (équation 1).

Or tu sais que -nFΔE = ΔrH – TΔrS <=> ΔE = -ΔrH/(nF) + TΔrS/(nF) (équation 2)
où n est le nombre d'électrons échangés dans la réaction redox mise en jeu, soit 2.

Réaction qu'on te demande d'ailleurs juste avant. Et là, tu as fait une erreur: les charges ne sont pas bien équilibrées.
Tu n'as pas mis les électrons "du bon côté" dans la deuxième demi-équation. Et il faut corriger l'équation bilan en conséquence.

Pour revenir à ΔrH et ΔrS, par identification des équation (1) et (2):

ΔrH = -anF
ΔrS = bnF

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0da21158]

OK merci pour ces explications.
Juste encore une petite question, qu'est-ce que c''est F ?

[invite0da21158]

Voilà j'ai modifié mon équation:

Zn ---->Zn++ + 2 e-

2Fe(CN)6 3- + e- -----> 2 Fe(CN)6 4-

Ce qui donnerait donc :

Zn + 2Fe(CN)6 3- -----> Zn++ + 2 Fe(CN)6 4-

C'est bien ceci ?

Sinon quelqu'un saurait ce que c'est F?

[HarleyApril]

F c'est la constante de Faraday
correspond à la charge d'une mole d'électrons

bonne continuation

[invite0da21158]

OK!
Merci beaucoup pour votre aide

[invite0da21158]

Si, bien sûr, j'ai lu trop vite...

Après avoir tracé ΔE = f(T), qui est une affine, tu peux lire sur le graphe l'ordonnée à l'origine (a) et la pente (b) tels que ΔE = a + bT (équation 1).

Mais j'ai un petit problème pour trouver l'ordonnée à l'origine.
En effet sur l'axe des abscises je passe de 0°C à 22°C puis je continue 24°C,26°C,....
Puisque j'ai commencé à mesurer les températures qu'à partir de 22°C donc comment je fais pour trouver l'ordonnée à l'origine.

[HarleyApril]

bonjour
tu auras du mal à faire des mesures à O degré Kelvin ...
l'ordonnée à l'origine s'obtiendra par extrapolation (en prolongeant la droite)

Cordialement

[invite0da21158]

Encore une dernière petite question.

Lorsque la pile st usée, on sait qu'elle ne débite plus mais j'aimerais savoir ce que vaut ΔrG?

Et s'il est alors possible de calculer le potentiel pour chaque demi-pile?

Merci !