Oxydo-réduction en solution aqueuse

[invite98ea67db]

Bonjour,
j'ai un problème par rapport à mon exercice de chimie qui est le suivant:

On réalise une pile en associant les demi-piles suivantes:
demi-pile numéro 1 :
Tige de platine plongeant dans un volume v=300mL d'un mélange de solutions de permanganate de potassium (violet) de concentration initiale [MnO4-] i = 1,5x10-2 mol.L-1 et de sulfate de manganèse (II) (incolore) de concentration initiale [Mn2+] i = 5x10-3 mol.L-1 et d'acide sulfurique de concentration [H+] = 1 mol.L-1 ; cette dernière concentration sera considérée constante dans tout l'exercice.
demi-pile numéro 2 :
Tige de platine plongeant dans un volume v=400mL d'un mélange de solutions de sulfate de fer (II) de concentration initiale [Fe2+] i = 10-1 mol.L-1 et de sulfate de fer (III) de concentration initalie [Fe3+] i = 5x10-2 mol.L-1 .
Pont électrolytique :
Gel de sulfate de potassium

I. Etude de la pile au début de l'expérience
1) Dessiner un schéma de la pile et indiquer sa polarité.Placer un voltmètre permettant de mesurer la fem de la pile .
2) Ecrire la représentation formelle du couple oxydant-réducteur mis en jeu dans chaque demi-pile.
3) Calculer grâce à la relation de Nernst , le potentiel d'oxydo-réduction de chaque électrode.On donnera d'abord une expression littérale , puis on effectuera l'application numérique.
4) Quelle est la fem de cette pile au début de l'expérience

II.On laisse débiter la pile dans une résistance R pendant delta t=24H la résistance interne de la pile est r . La concentration finale en ions permanganate est alors [Mn04-] f = 10-3 mol.L-1
1) Dessiner le schéma du circuit.Placer un ampermetre permettant de mesurer l'intensité du courant.Indiquer le sens conventionnel du courant et celui des électrons.
2) Ecrire la demi-équation de l'oxydation, la demi-équation de la réduction puis le bilan global de la réaction d'oxydo-réduction qui se déroule lorsque la pile fonctionne .Justifier la réponse
Nommer chaque électrode.
3) Calculer dans l'ordre
-la concentration en ions permanganate disparus [Mn04-] d , la concentration manganèse apparus [Mn2+] a et la concentration finale en ions manganèse [Mn2+] f ;
-la quantité d'ions permanganate ayant disparus n Mn04- et la quantité d'ions Fer(II) ayant disparu n Fe2+ ;
-la concentration en ions Fer(II) ayant disparu [Fe2+] d , la concentration finale en ions Fer(II) [Fe2+] f , la concentration en ions Fer(III) apparus [Fe3+] a et la concentration final en ions Fer(III) [Fe3+] f .
4) Calculer alors le potentiel d'oxydo-réduction de chaque électrode puis la fem de la pile à la fin de l’expérience.
5) Calculer la quantité d'électrons ayant circulé n e- . En déduire l'intensité I du courant (supposée constante ) débité par la pile au cours du fonctionnement .
Retrouver la valeur de l'intensité I sachant que la résistance globale du circuit est R+r=32 ohms

Merci de votre lecture
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[inviteb7fede84]

Bonjour

Désolé, la vocation du forum ne consiste pas à faire le travail à ta place.

[invite3cc91bf8]

Bonjour, Drissou94, et bienvenue sur Futurascience
Comme l'a fait remarquer shaddock 91, le but de ce forum est d'aider les personnes, et non de faire leur boulot car ça n'a aucune utilité et le problème peut resurgir.
Donc peux-tu nous dire ce qui te bloque, ce que tu as déjà fait et compris, ça nous fera une bonne base.

[invite98ea67db]

Bonjour oui désolé ce n'est pas noté mais j'ai commencé enfet je suis a la question du I 2) et vu que j'ai pas d'idée jsui bloqué mais merci d'avoir lu comme même.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2268ade4]

Salu a toi si c'est pour répondre a une ou deux question le forum pourras peut-être t'aider ou es-tu bloqué exactement

[invite56b4b7a5]

bonjour,

pour la première partie ce qu'il faut savoir :

1) écrire correctement les demi équation
les couples MnO₄^-/Mn²⁺
Fe³⁺/Fe²⁺

Puis pour l'équation de nerst je pense que c'est dans ton cours, mais je vais te la rappeler :

pour un couple Ox/Red
Ox +ne^-= Red

E_Ox/Red =E_Ox/Red ° +(RT/nF) ln (a_Ox/a_Red)

E_Ox/Red ° -> potentiel à l'état standard
a_Ox & a_Red sont les activités des espèces
et RT/nF ln(X) = (0.059/n)log(X)

et puis pour la fem c'est la différence entre le potentiel de la cathode - potentiel de l'anode

Voilà j'espère que ça t'aidera
j'espère ne pas me tromper

ps : ça aurait été sympa de mettre ce que tu as déjà fait
coordialement

[invite98ea67db]

Merci de m'avoir répondu enfet je ne cherche pas a ce que lon me fasse mon exo c juste que je suis bloqué quand il dise à la premiere partie 2) Ecrire la représentation formelle du couple oxydant-réducteur mis en jeu dans chaque demi-pile. Apres j'ai bien apris mon cours donc la relation de Nernst je la connais mais merci

[invite98ea67db]

et j'ai commencer par faire mon schéma de la pile avec un voltmètre mon pont salin et mes deux tiges

[invite56b4b7a5]

2) Ecrire la représentation formelle du couple oxydant-réducteur mis en jeu dans chaque demi-pile.

ce qui t'as bloqué c'est la façon qu'est posé la question je suppose. Pour ma part lorsqu'il dise représentation formelle ça doit être surement sur la forme Ox/Red pour chaque demi pile

j'espère t'avoir aidé si t'as d'autres questions n'hésite pas j'essayerai d'y répondre ^^

[invite98ea67db]

Merci à toi je comprends mieux mais les couples sont lesquel ? Mno4-/Mn2+ Fe3+/Fe2+ ? et H+ je ne l'écris pas

[jeanne08]

dans la première demi-pile il y a le couple MnO4 -/Mn2+ en presence de H+ : MnO4- + 8H+ +5e- = Mn2+ + 4H2O
dans la seconde demi-pile tu as le couple Fe3+ /Fe2+
Tu peux donc faire la suite ...

[invite56b4b7a5]

Merci à toi je comprends mieux mais les couples sont lesquel ? Mno4-/Mn2+ Fe3+/Fe2+ ? et H+ je ne l'écris pas

H⁺ seul n'est pas pris en compte dans un couple Ox/Red. l'ion H⁺ signifie que la réaction se fait en milieu acide.
tu verras justement que dans le potentiel il y aura un terme dépendant de la concentration de l'ion donc du ph.

[invite56b4b7a5]

H⁺ seul n'est pas pris en compte dans un couple Ox/Red.

Quand je dis cela, c'est un peu "abusé" puis que l'ion est présent dans la demi équation, ce que je veux dire par là c'est qu'il ne constitue pas un couple dans ce cas.

[invite98ea67db]

Merci beaucoup de m'avoir aider je vais y arriver maintenant .