Problème pour trouver une équation :sos:

[invite0a098fdc]

Problème pour trouver une équation (Terminale S)
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[invite0a098fdc]

Bonjour, je suis en terminale S. Je dois faire un exercice en chimie mais je bloque: je n'arrive pas à trouver une équation.
Voici l'énoncé:
On mélange V1=10.0mL d'une solution de iodure de potassium de concentration C1=1.0mol/L avec V2=10.0mL de peroxodisulfate d'ammonium à C2=5.0.10-5mol/L.
A partir de ce sujet, je dois calculer la quantité de chaque ion, puis faire le tableau d'avancement ...

Si quelqu'un pouvait me renseigner car je suis un petit peu perdu (surement à cause de la rentrée )

[mach3]

qu'elle est la définition de la concentration molaire? La formule devrait venir toute seule ensuite.

m@ch3

[invite0a098fdc]

C=n/V ?!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0a098fdc]

Je ne comprends pas ce que vous voulez dire ... A quoi me sert la concentration molaire pour trouver l'équation?

[mach3]

mince, c'est de l'équation bilan dont tu parles, j'avais pas percuté, désolé...

m@ch3

[invite0a098fdc]

Ce n'est pas grave
Avez-vous une idée de l'équation bilan? Je bloque totalement ...

[mach3]

il faut que tu trouves les couples redox impliqués. Je suppose qu'on t'as donné une table des potentiels dans ton cours ou il y en a peut-être une dans ton livre, sinon poser un exercice comme ça sans plus de données c'est un peu hard. Tu ne peux pas deviner qui réagit avec qui sans une table, à moins d'avoir une bonne mémoire...

m@ch3

[invite0a098fdc]

Oui, je trouve aussi que c'est compliqué ...
On parle de couples rédox ou d'oxydo réduction?
Mais ce que je ne comprends pas c'est que si l'on prend le peroxodisulfure d'amonium, on doit faire deux équations d'oxydo réduction et si l'on prend l'iodure de potassium aussi. Au final, j'en aurais 4 donc comment savoir à quoi l'on associe quoi? (je ne sais pas si vous me comprenez)

[mach3]

Au final, j'en aurais 4 donc comment savoir à quoi l'on associe quoi? (je ne sais pas si vous me comprenez)

en regardant les potentiels redox, on peut savoir qui est censé réagir avec qui. L'un des ions du premier composé réagira avec l'un des ions du deuxième, sachant que l'un sera oxydant et l'autre réducteur.

L'ion potassium est un très mauvais oxydant (K⁺/K -2.9V) (en fait c'est le potassium métal qui est un réducteur très puissant, à conserver dans l'huile à l'abri de l'air et à ne pas mettre dans l'eau surtout...), et n'est pas un réducteur (degré d'oxydation +I, le plus haut pour lui, on ne rencontre pas d'ion K²⁺ en chimie, éventuellement, des fois en physique, peut-être dans les "éplucheurs" d'ions).

L'ion ammonium est un réducteur médiocre (autour de 0.8-0.9V dépendant du couple considéré) et n'est certainement pas oxydant (le degré d'oxydation de l'azote y est de -III, le plus bas possible pour lui).

L'iodure est un réducteur moyen (I₂/I^- 0.54V) et n'est pas oxydant (degré d'oxydation -I, le plus bas possible pour lui)

Le peroxodisulfate est un oxydant assez fort, deux de ses atomes d'oxygènes ont un degré d'oxydation de -I (ce qui ne se trouve que dans les peroxydes, l'oxygène ayant d'habitude un degré d'oxydation de -II, sauf dans le dioxygène où il est de 0). Son couple avec le sulfate à un potentiel de 2.01V.

Sachant qu'en général l'oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort, quels vont être les deux ions qui vont réagir ensemble d'après les informations que je t'ai fournie (Tu peux d'ailleurs retrouver ces informations ici ou là) ? et quels produits vont se former?

m@ch3

[invite0a098fdc]

Je ne comprends pas comment je peux trouver à associer tout ça. Je dois d'abord former des équations entre l'iodure et le potassium puis peoxodisulfate et l'amonium pour trouver l'équation finale?
Excusez-moi de vous embeter

[mach3]

Parmi les 4 ions que tu introduis, il n'y en a que deux qui vont réagir (un oxydant et un réducteur), les deux autres sont spectateurs, ils ne sont pas affectés par la réaction (inutile de les écrire). Les informations que j'ai extraites pour toi des tables de potentiels devrait te permettre de savoir qui est l'oxydant, qui est le réducteur et qui sont les spectateurs. On verra comment écrire l'équation ensuite.
Concernant la méthode pour trouver l'équation, as-tu déjà vu les demi-équation redox en cours (cette année ou dans les années d'avant)?

m@ch3

[invite0a098fdc]

Pour les équations rédox, il s'agit de:
I2/I-
I2+2e-=2I-

K+/K
K+ + e- = K

S208 2- / SO4 2-
S208 2- + 2e- = 2So4 2-

NH3/NH4+
NH3 + H+ = NH4 (mais il s'agit d'une réaction acido basique et non d'oxydo réduction)

[invite0a098fdc]

Comment je fais pour savoir quels ions sont spectateurs?

[mach3]

Bon c'est pas mal, sauf la dernière, NH4+ peut s'oxyder de multiples façons (oxydes d'azotes divers, nitrite, nitrate...), mais peu importe au vu des potentiels des couples que je vous ai donné vous devriez être capable de trouver les 2 couples et donc les 2 demi-équations mises en jeu.

Je rappelle les potentiels, par ordre décroissant, avec en gras les espèces qui sont introduites, sous la forme oxydant/reducteur/ potentiel

S₂O₈^2- / SO₄^2- 2,01V
NO₂ ou NO ou NO₃^- ou NO₂^- ou etc... / NH₄⁺ 0.8-0.9V
I₂/I^- 0.54V
K⁺/K -2.9V

Souvenez-vous, c'est généralement le plus oxydant qui réagit avec le plus réducteur. De plus un détail devrait vous mettre la puce à l'oreille pour éliminer d'office un couple : le peroxodisulfate d'ammonium est stable (on l'ajoute comme réactif dans votre exercice, et une rapide recherche sur votre moteur de recherche preféré vous indiquera que c'est un composé régulièrement utilisé en tant que nettoyant pour ses propriétés oxydantes...), c'est à dire que le peroxodisulfate n'oxyde pas l'ammonium bien que les potentiels le permettent a priori (l'oxydation de l'ammonium est cinétique défavorisée).

m@ch3

[mach3]

Comment je fais pour savoir quels ions sont spectateurs?

ce sont ceux qui sont dans les 2 couples qui n'interviennent pas dans la réaction.

m@ch3

[invite0a098fdc]

Excusez-moi avec toutes ces questions mais comment je sais lequel est le plus oxydant ou inversement le plus réducteur?

[invite0a098fdc]

Je comprends bien mais je les vois pas

[mach3]

comment je sais lequel est le plus oxydant ou inversement le plus réducteur?

avec le potentiel du couple redox. Vous avez tous les éléments nécessaires sous les yeux. Vous avez 4 entités, appartenant chacun à un couple redox différent. Les potentiel de ces couples vous disent lequel est le plus oxydant et lequel est le plus réducteur. Les deux autres sont spectateurs. Ensuite vous posez vos deux demi-équations, vous en tirez l'équation bilan et c'est fini.

Relisez votre cours, le couple plus fort oxydant/ plus faible réducteur a un potentiel plus élevé ou plus faible que le couple plus faible oxydant/ plus fort réducteur?

m@ch3

[invite0a098fdc]

Je n'ai jamais parlé de potentiel en fait, c'est quoi? et Je ne comprends pas comment je fais pour savoir le PLUS oxydant ou réducteur?

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

... comment je sais lequel est le plus oxydant ou inversement le plus réducteur?

mach3 à tout dit pourtant.

L'ion potassium est un très mauvais oxydant...
L'ion ammonium est un réducteur médiocre...
L'iodure est un réducteur moyen...
Le peroxodisulfate est un oxydant assez fort...

Sachant qu'en général l'oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort

Tu repères les plus fort dans le lot et les plus faibles seront les spectateurs tout simplement.

Maintenant, sache que si cela devait t'arriver dans un DS ou au BAC, les couples I₂/I^- et S₂O₈^2-/SO₄^2- seraient écrits.

Je pense que mach3 est allé en effet un peu loin : la notion de potentiel redox n'est plus à maîtriser en 1ère S ou en Terminale...

Cordialement,
Duke.

[invite0a098fdc]

Merci Duke mais justement je ne sais pas comment je fais pour repérer le plus fort dans le lot, je le vois comment?

[mach3]

Je pense que mach3 est allé en effet un peu loin : la notion de potentiel redox n'est plus à maîtriser en 1ère S ou en Terminale...

oui, mézalors comment font-ils pour deviner qui réagit avec qui dans un tel exercice? la preuve d'ailleurs :

mais justement je ne sais pas comment je fais pour repérer le plus fort dans le lot, je le vois comment?

quelle connerie ces allégements de programmes... Pour repérer le plus fort dans le lot, tu utilises une notion que notre bon ministère de l'éducation a cru bon de ne pas t'enseigner, le potentiel redox. Si un couple Ox1/Red1 à un potentiel plus élevé qu'un couple Ox2/Red2, alors Ox1 est meilleur oxydant que Ox2 et Red2 est meilleur reducteur que Red1. Par conséquent, Ox1 va réagir sur Red2 pour donner Ox2 et Red1.

Concernant ton exercice, étant donné que tu n'es pas censé connaitre les potentiel redox, je te donne donc l'indication :
S₂O₈^2-/SO₄^2- est le couple de potentiel le plus élevé, et donc S₂O₈^2- est l'oxydant.
K⁺/K est le couple de potentiel le plus bas, mais tu n'as pas de potassium métal (très bon réducteur) dans ton mélange, seulement des ions potassium, qui sont donc de très mauvais oxydant. K⁺ est donc un spectateur, il ne peut pas être réduit en potassium métal car il faudrait pour cela un reducteur encore plus fort
Viens donc juste après dans les bas potentiels I₂/I^- : I^- est le réducteur.
NH4⁺ est un spectateur.
Il ne reste plus qu'à écrire a réaction entre le peroxodisulfate et les ions iodures.

m@ch3

[invite0a098fdc]

Merci pour tes explications! J'ai juste encore une question: comment je peux savoir le potentiel rédox?

[Duke Alchemist]

Re-

D'où ma remarque

Maintenant, sache que si cela devait t'arriver dans un DS ou au BAC, les couples I₂/I^- et S₂O₈^2-/SO₄^2- seraient écrits.

Et, dans ces couples, par rapport à l'énoncé, il ne reste que I^- (réducteur le plus fort*) et S₂O₈^2- (oxydant le plus fort**)

* qualifié de moyen par mach3 dans son explication et le "réducteur moyen" est plus fort que le "réducteur médiocre"
** qualifié de "assez fort" par mach3 dans son explication et "l'oxydant assez fort" est plus fort que "le mauvais oxydant"
Cela s'appelle du français lalolulu

Cordialement,
Duke.

PS : A propos de français, désolé pour les fautes immondes faites plus haut

EDIT :

Merci pour tes explications! J'ai juste encore une question: comment je peux savoir le potentiel rédox?

Si tu as à l'utiliser, on te le donne dans l'énoncé. Cela ne s'invente pas, c'est une grandeur empirique.

[invite0a098fdc]

Quelle est donc la réaction d'oxydo réduction avec NH4+ ?

[invite0a098fdc]

Dans un énoncé, j'ai jamais écrit si c'est un fort réducteur ou oxydant ^^

[mach3]

Quelle est donc la réaction d'oxydo réduction avec NH4+ ?

NH4+ ne réagit pas dans le cas présenté dans ton exercice. C'est spectateur.

Néanmoins, j'ai mieux regarder la table et le couple N₂/NH₄⁺ a un potentiel de 0,27, ce qui fait de l'ammonium un réducteur pas dégueulasse, il pourrait donc potentiellement être réduit en diazote par le peroxodisulfate. Cependant, cette réaction doit être très lente, sinon la dissolution du peroxodisulfate d'ammonium dans l'eau pourrait être dangereuse : formation d'acide sulfurique + effervescence (formation de diazote) = projections pas cool.
Il faut certainement un catalyseur ou un oxydant plus puissant pour oxyder l'ammonium en diazote.

m@ch3

[invite0a098fdc]

L'équation est donc: S2O8 2- + 2I- --> 2SO4 2- + I2 ??

[invite0a098fdc]

Si j'ai bien compris pour savoir celui qui est le plus oxydant (ou le plus réducteur), je regarde le terme qu'il y a écrit en premier. Par exemple dans l'iodure de potassium, il s'agit de l'iodure qui est le plus réducteur donc du premier terme. Il en est de même pour le peroxodisulfate d'amonium, il s'agit aussi du premier terme.
Après, c'est juste cette fois-ci que c'est comme ça ou c'est tout le temps?
La logique voudrait que ce soit tout le temps ça puisque c'est le terme qu'il y a écrit devant un autre ?!