besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile
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besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile



  1. #1
    invite3b3df046

    besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile


    ------

    bonjour à tous.
    Je prépare actuellement un concours pour l'année prochaine (concours polytech) et pour se faire je refait les exercices d'annales qui sont déja tombés pour ce concours.

    Le problème c'est que les réponses sont trop breve et que je n'arrive pas à répondre à certaines questions ni à comprendres mes erreures.
    pourriez-vous m'aider s'il vous plais ?

    voila l'intitulé :


    " On sait par expérience que le cuivre métallique est attaqué chimiquement s’il est plongé dans une solution d’ions Fe3+. L’analyse chimique au cours de la réaction met en évidence l’apparition d’ions ferreux et cuivriques (respectivement Fe2+ et Cu2+).

    III-1- Ecrire l’équation-bilan de cette réaction.

    III-2- Préciser parmi les espèces chimiques présentes celles qui jouent le rôle d’oxydant / le rôle de réducteur lors de la réaction.

    On connaît la valeur de la constante d’équilibre de la réaction à température ambiante : K = 4.1014.
    III-3- Donner l’expression littérale de K en fonction des concentrations des réactants à l’équilibre.

    Réalisation d’une pile :

    On réalise maintenant le dispositif expérimental suivant, dans lequel les concentrations sont :
    • compartiment 1 : solution de sulfate de cuivre : [CuSO4] = 0,01 mol.L-1
    • compartiment 2 : solution de chlorure de fer II [FeCl2] = 0,01 mol.L-1 + chlorure de fer III [FeCl3] = 0,01 mol.L-1.
    Le pont salin est quant à lui constitué d’une solution gélifiée de chlorure de potassium de concentration massique [KCl] = 75 g L-1.

    IIIII-4- Calculer la concentration molaire de la solution du pont salin.

    III-5- Déterminer le quotient réactionnel Q du système au début de l’expérience (interrupteur ouvert).

    Fonctionnement de la pile :

    On ferme l’interrupteur.

    III-6- Compléter le schéma en précisant :
    a. la polarité + / - des deux électrodes
    b. s’il existe, le sens du courant dans le conducteur ohmique
    c. s’il existe, le sens du courant dans le pont salin
    d. la nature des électrodes : anode ou cathode : compartiment 1 - compartiment 2
    e. les réactions électrochimiques : compartiment 1 - compartiment 2

    Après 60 minutes, on peut mesurer que la masse électrode de cuivre a diminué de 88,9 mg ;

    III-7- Quelle quantité (en mol) de cuivre métal a été consommée ?

    III-8- Quelle est la quantité d’électricité (en C) échangée pendant ces 60 minutes ?

    III-9- Quelle a été l’intensité moyenne du courant électrique débité par la pile pendant ce temps (I moyenne sur 60 minutes ) ?

    III-10- Au bout d’un temps très long, l’intensité du courant décroît et finit par s’annuler. Donner alors la valeur du quotient réactionnel du système.

    Données :
    M(Cl) = 35,5 g.mol-1 ; M(K) = 39,1 g.mol-1 ; M(Fe) = 55,8 g.mol-1 ; M(Cu) = 63,5 g.mol-1 ;
    Nombre d’Avogadro NA = 6,02.1023.mol-1; charge élémentaire e = 1,60.10-19 C ; faraday : 1 F = 96500 C.mol-1."


    Mes problèmes concernes les questions III-4 puis toutes celles suivant à III-7.

    Pour la III-4 voila ce que j'avais pensée faire :

    rho (concentration massique = m/V <=> m = rho * V
    et n = C*V = m / M
    d'où : C*V = m/M <=> C = m*V / M

    Et donc C = (rho* V²)/M

    Mais le problème c'est qu'on ne connait pas V alors je crois que je fais completement fausse route.
    Je sais que la réponse est :
    "Concentration molaire cM =[KCl] = 1,005 mol.L-1 # 1 mol.L-1 "

    Mais comment la trouve-t-on ?

    EN vous remerciant d'avance.

    -----

  2. #2
    Gramon

    Re : besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile

    pour III-4, la concentration est en mol/L,

    tu as la concentration en g/L il te suffit donc d'utiliser la masse molaire pour trouver la réponse.

    pour III-8 et suite, commence par regarder ça:
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Faraday

  3. #3
    invite3b3df046

    Re : besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile

    ha oui il faut que j'utilise la formule :
    concentration massique = concentration molaire * M ?
    ou rho = C * M
    Je l'oublis à chaque fois cette formule !!
    donc si je fais l'application je trouve que :

    rho = C * M <=> C = rho / M
    d'où C = 75 / 74.6 = 1.005 mol.L-1

    Oki c'était tout bete en faite, falait juste pas que j'oublis la formule ^^
    merci beaucoup.
    Je réfléchis une nouvelles fois pour les autres questions puis je vous dis ce que j'ai trouvée.

  4. #4
    invite3b3df046

    Re : besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile

    pour la question III - 7
    J'ai trouvée la bonne réponse mais je ne comprends pas mon raisonnement :
    j'ai dis que :
    n = m / M
    nCu (t) = 88.9*10-3 / 63.5 = 1.4*10-3 mol

    Mais ce qui me gène c'est la phrase en faite : "on peut mesurer que la masse électrode de cuivre a diminué de 88,9 mg"
    dans ce cas j'aurais plus tendance à penser que nCu(i) = nCu(t) + 88.9 mg

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite3b3df046

    Re : besoin d'aide pour la réalisatoin d'un exercice sur une pile

    pour toutes questions qui suivent j'ai trouvée c'est bon.

    Je suis juste bloquée par mon raisonnement pour la question III-7 mais sinon j'ai tout compris =)
    merci beaucoup

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