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Formation d'un précipité dans une pile



  1. #1
    citron_21

    Formation d'un précipité dans une pile


    ------

    Bonjour,
    on considère une pile dont les espèces présentes à la cathode et à l'anode sont respectivement :

    (+) Cu | Cu2+ C=10-2 mol.L-1 || Ni2+ C'=10-2 mol.L-1 + NH3 C''=2 mol.L-1 | Ni (-)

    On donne la fem de la pile : e'=0.91V
    1(Cu/Cu2+)=0.34V
    2(Ni/Ni2+)=-0.23V

    En considérant qu'il ne se forme que le complexe Ni(NH3)62+, donner la valeur de la constante de dissociation KD de ce complexe.

    Alors j'ai commencé par exprimer le potentiel de la cathode avec Nernst :
    E1=E°1(Cu/Cu2+)+logC
    E1=0.28V

    Après, pour faire la même chose avec l'anode, j'ai considéré que l'oxydation en jeu était : Ni --> Ni2+ + 2e- (ai-je raison de ne pas considérer le complexe pour l'instant ?)

    ce qui me donne :

    E2=E°2(Ni/Ni2+)+log[Ni2+)

    ensuite, je me suis dit que, par conservation de la matière, la concentration totale en ions Ni2+ était la concentration C' présente en solution, moins la concentration des Ni2+ utilisés pour la complexation. (est-ce juste ?)

    d'où : E2=E°2(Ni/Ni2+)+log(C'-[Ni(NH3)62+])

    mais mon problème est pour exprimer simplement [Ni(NH3)62+] en fonction de KD et des concentrations initiales en Ni2+ et en NH3.

    En effet, l'équilibre de complexation étant :

    Ni2+ + 6NH3 --> Ni(NH3)62+ (1/KD)

    ce qui me donne : KD=[(C'-x).(C''-6x)]/x
    si j'appelle x la concentration de complexe formé.

    Comment pourrais-je résoudre ceci simplement sachant qu'il faudra que j'exprime la valeur de KD grâce à :

    e'=E1-E2

    Merci beaucoup de toute aide

    -----
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  2. Publicité
  3. #2
    moco

    Re : Formation d'un précipité dans une pile

    On donne la fem de la pile : e' = 0.91V
    1(Cu/Cu2+) = 0.34V
    2(Ni/Ni2+) = -0.23V

    Tu exprimes les potentiels par la loi de Nernst, en supposant que Ni2+ est inconnu, mais très petit. Il vaut x.
    E(Cu) = 0.34 V + 0.0295 log 0.01 = 0.34 V - 0.059 V= 0.281 V
    E(Ni) = -0.23 V + 0.0295 log x
    e' = E(Cu) - E(Ni) = 0.91 V = 0.281 V + 0.23 V - 0.0295 log x.
    D'où :
    log x = - 0.40/0.0295 = -13.
    x = 10-13 M

    La constante de dissociation se calcule en utilisant :
    [NH3] = 2,
    [[Ni(NH3)6]2+] = 0.01 M,
    [Ni2+] = 10-13

    Le reste n'est plus que du calcul.

  4. #3
    citron_21

    Re : Formation d'un précipité dans une pile

    Citation Envoyé par moco Voir le message
    La constante de dissociation se calcule en utilisant :
    [NH3] = 2,
    [[Ni(NH3)6]2+] = 0.01 M,
    [Ni2+] = 10-13

    Le reste n'est plus que du calcul.
    Merci de ta réponse,
    mais je ne vois pas pourquoi :
    1) on suppose x petit (on ne sait pas si l'equilibre de complexation est très déplacé dans le sens de la formation du complexe).
    2) d'où viennent ces valeurs pour les concentrations?
    si tu dis qu'on appelle x la concentration totale de Ni2+, on a donc : x=10-2-[Ni2+]complexé
    on peut donc négliger x=10-13 devant la concentration initiale [Ni2+]=10-2, et on a donc [Ni2+]complexé=10-2. non ?
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  5. #4
    citron_21

    Re : Formation d'un précipité dans une pile

    pour ma question 2), je viens de me rendre compte que tu avais fait des approximations... donc il ne reste que ma question 1) que je ne comprends pas
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  6. #5
    jeanne08

    Re : Formation d'un précipité dans une pile

    réponse à ta question 1) : tu as calculé E1 , avec la fem tu calcules E2 et tu en deduis x ( dont tu ignores tout) ... comme x = 10-13 il est petit ...
    dans la solution de droite tu sais qu'il y a du des Ni2+ et du complexe , il y a donc le couple Nisolide/ Ni2+ donc la formule de Nernst pour ce couple est verifiée , que la quantité de Ni2+ soit frande ou petite, il n'y a aucune hypothèse à faire sur x à priori !

  7. A voir en vidéo sur Futura

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