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.
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