Diagramme potentiel / pH de Fe

[invite602068ff]

Bonsoir
Voici un des exemples traités dans mon cours où je ne comprend pas tout.

Diagramme primaire

n.o pH -> 0 1,7 7

III [ Fe3+ ][ Fe(OH)3 ]
II [ Fe2+ ][ Fe(OH)2 ]
I [ Fe ]

E°₁ (Fe3+/Fe2+) = 0,77V
E°₂ (Fe2+/Fe) = -0,44V
conditions de tracé [Fe3+] = [Fe2+] = 0,10 mol/L

Couple Fe(III)/Fe(II)
pH< 1,7
Fe3+ + e- = Fe2+
E₁ = E°₁ + 0,06 log [Fe3+] / [Fe2+] = E°₁
Jusque là tout va bien.

1,7<pH<7
Fe(OH)3 + 3H⁺ + e- = Fe₂₊ + 3H2O
E'₁ = E'°₁ + 0,06 log [H+]³ /[Fe2+]
Soit E'₁ = E'°₁ + 0,06 - 0,18 pH
Là je vois pas comment on a eu cette dernière expression, bien sur on part de pH = -log [H+] mais j'arrive à rien.

On procède par continuité : pour pH = 1,7 E₁ = E'₁
E°₁ = E₁ -0,06 + 0,18 pH
= 0,77 - 0,66 + 0,18x1,7 = 1,02

D'où E'₁ = 1,02 + 0,06 - 0,18 pH
A.N(pas donné)
pH = 1,7 -> 0,77 V (Vérification)
pH = 7 -> -0,18 V

pH >7
Fe(OH)3 + H⁺ + e- = Fe²⁺ + H2O
E"₁ = E"°₁ + 0,06 log [H+] = E"°₁ - 0,06 pH
Par continuité à pH 7 E"₁ = E'₁
E"°₁ = 1,08 - 0,12 x 7 = 0,24
E"₁ = 0,24 - 0,06 pH

D'où sortent ces 1,08 et 0,12 ??

Meci d'avoir tout lu je ne voyais pas trop comment faire plus court.
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[invite602068ff]

Si c'était bien passé ça serait plus clair... J'avais même pas relu.

n.o pH -> 0_____1,7____________ 7

III ...........[ Fe3+ ][............ Fe(OH)3.................... ]
II ............[.............. Fe2+......... ][ .....Fe(OH)2.. ..]
I .............[ ............................Fe .......................]

[invite602068ff]

S'il vous plait, c'est important que j'arrive à comprendre ça, j'ai des exams en mai...
Je me pose les questions suivantes :
A quoi correspond un E° sur le diagramme?
La frontière entre Fe3+ et Fe2+ est elle une droite horizontale ou le prolongement de la frontière entre Fe(OH)3 et Fe2+ ?
Le point où coexistent Fe2+, Fe(OH)3 et Fe(OH)2 est-il à (pH=7 ; E= -0,18V) ou (pH=7 ; E=1,08V)?

[invite70956cb0]

ne correspond à rien sur le diagramme en principe puisqu'on représente des potentiels et pas des potentiels standards. Par contre c'est vrai que pour le cas du couple la droite horizontale a pour valeur le potentiel standard du couple. Mais il ne faut pas en faire une généralité pour chaque horizontale !
L'équation redox entre et est :
Elle ne met donc pas en jeu de proton H+ . Il n'y a donc pas de raison que ça soit autre chose qu'un segment horizontal. Cette droite à une équation qui n'est autre que le potentiel standard du couple .

Le point que tu cites est défini par l'intersection de la droite séparant le couple et la droite séparant le couple

Il est donc à PH=7 et E=-0,18V

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite602068ff]

Merci, alors j'aurais raison,
Donc pour la 3ème partie si je considère que E=-0,18V
->J'ai fait une coquille sur la demi équation
pH >7
Fe(OH)3 + H+ + e- = Fe(OH)2 + H2O

Le reste du message 1 est strictement conforme au polycopié.

Mais voici ce que je trouve:
E"1 = E"°1 + 0,06 log [H+] = E"°1 - 0,06 pH

Par continuité à pH 7 E"1 = E'1 =E
E"°1 = E -0,06pH
E"°1 = -0,18 - 0,06 x 7 = -0,60V
E"1 = -0,60 + 0,06 pH

Est ce que je fais erreur?

[invite70956cb0]

--->Pour 1.7<pH<7on considère l'équation :

Le potentiel est :

Par continuité du potentiel à pH=1.7, et sachant que le potentiel à pH=1.7 est

Alors on trouve que

Donc le potentiel pour est :

--->Pour pH>7 on considère l'équation :



Le potentiel est :

Par continuité du pH à pH=7 on a :

c'est à dire :

Soit au final :

Faut faire attention aux calculs car sinon pour interpréter le diagramme on peut avoir des surprises