Electrochimie

[invite5f3b92ab]

Bonjour,

En pleine révisions pour les secondes sess', il y a quelques exercices que je ne parviens pas à résoudre, c'est pourquoi je viens solliciter votre aide.

1. Calculer le potentiel d'une électrode de Cuivre dans une $.

1.2 0,075 M en NaCl et saturée en CuCl. Je trouve 0,196 V, cependant, d'après les réponses de la prof, la réponse est 0,1837V.

1.3 0,04 M en NaOH et saturée en Cu(OH)2 Là, je trouve -0,147V, contre -0,134V. J'ai donc chaque fois une petite erreur mais je ne sais pas où.


1.4 (pas trouvé comment faire) 0,025M en [Cu(NH3)4]2+ et 0,128M en NH3 sachant que Kform pour [Cu(NH3)4]2+ vaut 5.62.10^11 R: 0,0515V


1.5 dans laquelle la Concentration analytique en Cu(NO3) 2 est 4.10^-3, celle de H2Y2- est 2,9.10^-2M. (Y=EDTA) et le pH est fixé à4. Kform (CuY)2- = 6,3.10^18 mol/l-1 R: -0,489


Ensuite, un autre exercice, de l'electrogrvimétrie.


Lors du fonctionnement de la pile: Cu(NO3)2 /Cu // Pb(NO3)2/Pb on observe une variation d'épaisseur de la cathode de 4,62.10^-2 cm

Les masses volumiques de Cu et Pb sont respectivement de 8,96 et 11,34 g/cm3

Que vaut la variation de masse de l'anode sachant que les deux électrodes ont une surfaces de 1dm2 et une epaisseur négligeable.

E(Cu/Cu0) = 0,34V

E°(Pb2+/Pb°) = -0,13V

la seule formule dont je dispose, c'est : m= I.t.MM /F.n

avec I.t =Q

Mais je ne vois pas comment l'utiliser dans ce cas, j'ai réussi d'autres exercices, mais celui là, pas moyen. R: Dm= 135g


Enfin, un exercice du genre du premier.

Calculer le potentiel de l'electrode Platine imergée dans une solution

0,075mol/L en Sn(SO4)2 et 2,5.10^-3M en SnSO4 R: 0,1935V

Là, je ne comprends pas comment faire pour obtenir la concentration en Pt, avec une solution saturée, on utilise L, mais quand ce n'est pas saturé ?


2. s$ tamponnée ) pH6 et saturée en H2 (g) à 1013 hPa. R: -0,354V

Idem, je ne vois pas comment m'y prendre.


3. Préparée en melangeant 25mL de SnCl2 à 0,0918 mol/L avec le même volume de FeCl3 à 0,1568M. R: 0,1726V




Et je pense que c'est tout. Je ne vous demande évidemment pas de me faire mes exercices, mais si vous pouviez me donner une piste pour avancer, ou un exemple,.. ça serait super sympa et ça me rendrait vraiment service.



Merci d'avance.
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[jeanne08]

indication générale : bien voir le couple redox présent et ecrire la formule de Nernst pour ce couple ...
questions 1 : il faut calculer à chaque fois la concentration en cation dans la solution avec le produit de solubilité quand on est en présence de solide, avec la constante de formation du complexe lorsqu'il y a du complexe
question 2 : il faut ecrire la réaction qui a lieu lorsque la pile fonctionne : je te la donne Pb + Cu2+ -> Cu + Pb2+ . Il y a une reduction à la cathode ( ici dépot de cuivre ) et une oxydation à l'anode ( ici formation de Pb2+ ) et lorsque 2 mol d'électrons ( soit 2 Faraday ) passent dans le circuit électrique il se forme 1 mol de cuivre solide et il disparait une mol de Pb ...
question suivante : le platine est un métal inerte et le potentiel pris par l'électrode de platine est le potentiel redox du couple redox qui se trouve là .

[invite5f3b92ab]

Merci pour ta réponse


J'ai réussi à faire le 1.4, j'ai obtenu exactement la même réponse, tandis que pour le 1.2et 3, toujours le même problème, j'obtiens encore les mêmes réponses.

Et pour le 1.5, je suis toujours aussi perdue.

On me dit que pH=4 , donc [H+]= 10^-4 dans l'équation de Kform, mais que vaut CuY2- ? Je suppose que [Cu+2] ce n'est pas la concentration Cu(NO3)2, sinon il n'y aurait même pas besoin de Kf. Je crois que je me prends la tête pour rien avec cet exo, mais je ne vois pas comment m'y prendre.


Le deuxième, idem...j'avais déjà fait l'équation de la pile, mais..je n'ai pas l'intensité, je n'ai rien qui correspond pour ma formule.


Les autres, j'ai réussi sauf celui avec le pH 6 , en fait je trouve -0,442.

En faisait : 0 (E° H+/H) + 0,059/2 * 10^-12 /1013 En appliquant simplement l'équation de Nermst, donc...


Ensuite, petite question bien que j'ai réussi à faire le dernier exercice. Comment choisir le couple qui va définir de E ? Par exemple ici ça peut être Sn2+/sn4+ ou fe2+/fe3+ (-0,15 contre 0,77). J'avais en tête que c'était le plus réducteur, or ici on prend sn2+/sn4+ ...de plus, pourquoi on prend 0,15 et non -0,15 alors que normalement, quand on prends l'équation dans le sens inverse on doit changer de signe non ?

EDIT: je pense que j'ai compris, on prend en fait le plus oxydant, et pour le signe j'ai vu juste mais si on veut garder le signe + on inverse dans l'equation de Nermst et met Rd/ox à la place de ox/red, c'est ça ? =)



Désolée pour toutes ces questions, et encore merci.

[jeanne08]

pour le 1-5 : je suppose que l'on t'a donné les constantes d'acidité de H2Y2- ... la réaction faite est Cu2+ + H2Y2- = CuY2- + 2H+ et les H+ sont captés par le tampon qui maintient le pH à 4 . La constante de cet équilibre vaut Kf Ka1Ka2 ... et le rapport (CuY2- ) /(Cu2+)(H2Y2-) = KfKa1Ka2/10^-8 à pH = 4. Il faut voir si ce rapport est grand car alors la concentration en complexe = 4e-3 , il y a du "rab " de H2Y2- en qiuntité calculable ... donc on calcule facilement la concentration en Cu2+

pour la pile : tu n'as pas besoin de l'intensité , la quantité d'électricité suffit . Chaque fois qu'il passe 2F soit 2*96500 C il disparait 1 mol de Pb et il se forme 1 mol de Cu. cela va même aller très vite chaque fois qu'il apparait 1 mol soit Mcu g de cuivre il disparait 1 mol soit MPb g de Pb ( avec Mcu et MPb les masses molaires respectives ) . Or il apparait 0.0462*100cm3 de Cu soit 0.0462*100*8.96 g ... on doit donc trouver combien de g de Pb ( donc l'épaisseur) ont disparu ...

pour l'électrode de Pt :
- on te donne un potentiel redox du couple Sn2+ /Sn4+ ?
- pour le couple H2 gaz H+ le potentiel est 0,000 + 0,059/2 log ( ( H+)^2/PH2 ) avec PH2 pression en gaz H2 = 1 atm. il nous reste 0,000- 0,059 pH
- pour la dernière question je suppose qu'il y a d'abord réaction 2 Fe3+ + Sn2+ -> Sn4+ +2 Fe2+ ( mais je ne connais pas les potentiels redox donc je ne suis pas absolument sure, je te rappelle que le reducteur au potentiel le plus bas reduit l'oxydant correpondant au potentiel plus haut ) ) ... tu fais un tableau d'avancement et tu vois ce qui reste comme couple ...

ne change rien dans la formule de Nernst , contente toi de bien repérer l'oxydant du couple (en haut dans la formule de Nernst) et le réducteur du couple ( en bas )

[A voir en vidéo sur Futura]