Exercice sur une pile

[juh-17]

Bonjour,

J'ai un petit soucis concernant cet exercice :

Considérer à 25°C, la pile suivante :

Cr (s) | Cr³⁺ (aq) (0.03 mol/L), HCL (0.01 mol/L) || Sn²⁺ (aq) (0.02 mol/L), Sn⁴⁺ (aq) (0.05 mol/L) | Pt (s)

Chaque compartiment a un volume de 100 mL

a) Indiquer les demi-réactions d'oxydation et de réduction

A l'anode : DRO : Cr (s) --> Cr³⁺ (aq) + 3e^-
A la cathode : DRR : Sn⁴⁺ (aq) + 2e^- --> Sn²⁺ (aq)

b) Calculer la FEM standard de la pile et écrire l'équation chimique de la réaction spontanée qui se produit dans ces conditions à cette température.

Sn⁴⁺ (aq) / Sn²⁺ (aq) E°=+0.154V
Cr³⁺ (aq) / Cr (s) E°=-0.744V

Fem= delta(E°) = 0.154 + 0.744 = 0.898 V

Equation chimique de la réaction spontanée :

3Sn⁴⁺ (aq) + 2Cr (s) --> 3Sn²⁺ (aq) + Cr³⁺ (aq)

c) Calculer la constante d'équilibre de la réaction

K_eq=e^{-delta(G°)/RT}

et delta(G°)= -n . F . delta(E°) = -6 x 96487 x 0.898 = -519 871,956 J/mol

donc K_eq= e^{519871,956/(8,314 x 298)} = 1,34.10⁹¹

d) Calculer la FEM de la pile dans les conditions imposées ci-dessus

Ici je bloque...

Je connais la formule :

Fem= delta(E°) - ( RT/nF ) x ln Q

delta(E°)= 0.898 V
R= 8.314 J.mol^-1.K^-1
F= 96487 C
T= 298 K
n= 6e^-

Q : quotient réactionnel
Q=[anode]³ / [cathode]²
(3 est le nombre d'électron échangée à l'anode et 2 à la cathode)

Je ne sais pas qu'elle concentration utilisée.. disons que je m'embrouille un peu...

e) Calculer la variation de masse de l'électrode de chrome après que la pile ait débité un courant de 0.5 pendant 30 min

I=0.5 A
t=1800 s

Q=I.t = 0.5 x 1800 = 900C

Q=n_e-.F <=> n_e-=Q/F = 900/96487 = 9,33.10^-3 mol

Cr (s) --> Cr³⁺ (aq) + 3e^-

D'après la stoechio,

n_e-/3 = n_{Cr (s)} = (9,33.10^-3)/3 = 3,11.10^-3 mol

donc m_{Cr (s)}= n_{Cr (s)} x M_Cr = 3,11.10^-3 x 51,9961 = 0,16g

f) Quelle sera à ce moment la concentration molaire en Cr³⁺ (aq)

Je ne vois pas du tout quelle démarche effectuer..
J'avais penser à repartir de l'équation chimique de la réaction spontanée..

Je vous remercie d'avance de votre aide

Dites moi si je fais des erreurs dans mon raisonnement...
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[SEP12]

Quelles parties te posent problèmes parce que l'énoncé est super long et on ne sait pas ce qui t'embête.

[juh-17]

les questions d) et f)