Redox et différence de potentiel

[invite71dd274c]

Je fais un TFE sur plusieurs manipulations et j'ai expliquer dans mon principe d'une de ces manipulations que :

"Les œufs contiennent des chlorures que l'on veut doser par titrage potentiométrique.
Nous allons suivre la variation de potentiel du mélange au cours d'un titrage au nitrate d'argent le tout grâce à une électrode calomel qui est enfermée dans une solution saturée et une électrode d’argent.

Pour ce faire nous allons relever la différence de potentiel (DDP) tout au long de la réaction des chlorures avec le nitrate d’argent et réaliser un graphique. Au VPE la DDP va augmenter brusquement car la réaction sera complétée et le titrant ajouté en excès, la composition du milieu change et son potentiel également."

Mon prof me demande pourquoi la DDP change.

Pourriez vous m'aider svp?
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[jeanne08]

La ddp entre l'électrode d'argent et l'electrode de reference est fonction de la concentration en ions Ag+ de la solution. Plus il y a de Ag+ plus cette ddp est grande. On peut même peut etre préciser que cette ddp est égale à : a+0.06*log(Ag+) expression dans laquelle a est une constante et (Ag+) la concentration en ion Ag= de la solution.
Lorsqu'on a une quantité données de chlorures dans laquelle on ajoute progressivement des Ag+, ces Ag+ comment à précipiter avec des Cl- selon Ag+ + Cl- -> AgCl solide donc , avant l'équivlence il n'y a pratiquement pas de Ag+ en solution et la concentration en Ag+ de la solution est presque nulle. Au moment de l'équivalence on fait disparaitre les derniers Cl- ( avec des Ag+ ) et la goutte de Ag+ ajoutée ensuite s'accumule et la concentration en Ag+ devient tout de suite beaucoup plus grande d'où un saut de ddp.

[invite71dd274c]

Donc si j'ai bien compris, on a des Cl- qui on un certain potentiel redox qui donne la ddp au départ. Plus on ajoute de Ag+ et plus la ddp augmente, et il y a formation de AgCl solide. Lorsqu'il n'y a plus de Cl- avec lesquels les Ag+ peuvent réagir, le potentiel redox de l'argent donne la ddp de la solution qui est bcp plus haute que celle de la solution de Cl- de départ ?

[jeanne08]

c'est presque cela ... .L'electrode d'argent est sensible à la concentration en ion Ag+ ( pas aux chlorures) . Tant qu'il reste des Cl- , et lorsqu'on ajoute des Ag+ , la concentration en ions Ag+ reste quasi nulle dans la solution car les ions Ag+ ajoutés passent dans le précipité de AgCl donc sortent de la solution. La concentration en Ag+ devient beaucoup plus importante lorsqu'on ajoute une goutte en trop de Ag+ et qu'il n'y a plus de Cl- présents car alors la goutte de Ag+ reste en solution telle quelle. L'équivalence est donc marquée par un saut de ddp accompagant un brusque saut de la concentration e Ag+ de la solution.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite71dd274c]

Donc c'est l'électrode d'argent qui détecte la concentration d'ion Ag+ qui donne la ddp?
Et pq la ddp varie pendant le titrage si les ions ag+ Forme directement le précipité?

[jeanne08]

En realité, avant l'équivalence, il reste un tout petit chouia de Ag+ dans la solution, mais le plus gros des Ag+ mis est dans le précipité donc la ddp varie un petit peu. Mais c'est sutout la goutte en trop de Ag= , au moment de l'équivalence qui amène à une concentration de Ag+ qui n'est plus du tout un chouia d'où un saut de la ddp .
Si, par la suite , tu poursuis des etudes en chimie tu expliqueras cela très correctement !

[invite71dd274c]

Je pense que je suis prète à expliquer cela devant le membre du jury externe
Peut être sauriez vous m'aider à répondre à d'autre question que j'ai poster sur un autre sujet ? Si ce n'est pas trop vous demander? http://forums.futura-sciences.com/ch...efinition.html

[jeanne08]

On caracterise beaucoup de liquides ( purs ou mélanges) par leur indice de refraction n qui se mesure avec un refractomètre. La loi de la refraction ( que tu as peut être vue) est n1 sini1 = n2 sin i2 dans laquelle n1 et n2 sont les indices des milieux 1 et 2 et i1 et i2 les angles d'incidence et de refraction d'un rayon lumineux qui passe du milieu 1 au milieu 2 ( un rayon lumineux est droit dans un milieu homogène mais est "coudé" lorsqu'il passe d'un milieu transparent à un autre milieu transparent). L'indice de l'air est 1 . L'indice d'un liquide transparent se mesure avec une grande précision et il dépend de la longueur d'onde de la lumière utilisée , c'est pourquoi on le mesure pour la raie jaune ( raie D ) d'une lampe à vapeur de sodium.On le mesure en général à 20°C

[invite71dd274c]

Je n'ai pas compris pourquoi on utilise la raie D ? Pourquoi pas utiliser une autre lumière?

[jeanne08]

Les lampes à vapeur de sodium sont des lampes très courantes et je suppose que c'est pourquoi on mesure l'indice pour la raie appelée D ( c'est une radiation jaune) du sodium . la raie D du sodium est aussi très intense (très lumineuse) , ce qui est aussi interessant.

[invite71dd274c]

Je pensais avoir compris votre explication pour le ddp mais lorsque j'ai expliquer ca aux jurys, ils n'étaient pas convaincu. Vous savez m'expliquer d'où vient le potentiel mesurer au départ? avant meme de commencer a titrer?

[nlbmoi]

Avant de commencer à titrer, tu n'as pas d'ions argent dans ta solution vu que tu n'en as pas ajouté !! Sauf qu'il ne faut pas oublier que tu mesures une différence de potentiel entre une électrode de "travail" (celle sensible à Ag+) et une électrode de référence (calomel saturé) : tu mesures donc ; au départ E(Ag+) est nulle donc tu mesures donc l'opposée du potentiel de référence qui est non nulle donc tu mesures bien une ddp.

[nlbmoi]

Avant de commencer à titrer, tu n'as pas d'ions argent dans ta solution vu que tu n'en as pas ajouté !! Sauf qu'il ne faut pas oublier que tu mesures une différence de potentiel entre une électrode de "travail" (celle sensible à Ag+) et une électrode de référence (calomel saturé) : tu mesures donc ; au départ E(Ag+) est égale à la constante a (voir le post de jeanne08) donc tu mesures une valeur non nulle donc tu mesures bien une ddp.

[invite71dd274c]

ok Ca j'ai compris
Comment expliquer d'où vient le potentiel ? On me demande une réponse bien précise, leur question c'est pourquoi il y a variation de potentiel, je sais ce qu'il se passe pendant la réaction (Jeanne08 me l'as bien expliquer) mais d'où vien le potentiel en lui meme? Quand j'ai expliquer tout ce que Jeanne08 m'as expliquer ils m'ont dit: oui et donc? je sais vraiment pas quoi dire de plus

[nlbmoi]

La question c'est. "D'ou vient le potentiel "ou" d'ou vient la différence de potentiel " ?

[invite71dd274c]

d'où vient le potentiel

[invite71dd274c]

d'ou vient le potentiel

[nlbmoi]

Je ne sais pas trop ce qu'ils ont voulu te faire dire (et je ne connais pas ton "niveau") : l'oxydoréduction est assez complexe.Peut-être que parler d'échanges d'électrons leur aurait suffi !!

[invite71dd274c]

ils sont censer m'évaluer, dire si je suis capable ou non d'être technicienne de laboratoire d'analyse.
Tu pourrai m'éclairer sur l'échange d'électron, j'ai chercher tlmt de réponse a cette question que je suis un peu perdue

[nlbmoi]

La base de l'oxydoréduction, c'est une réaction entre un oxydant et un réducteur. Une "généralisation" d'une demi-équation redox est Ox + e- -> Red où Ox est l'oxydant d'un couple d'oxydoréduction et Red son réducteur ; tu vois donc que pour passer de Ox à Red, tu as un transfert d'électrons entre les 2 espèces.
Les électrons ne se baladent pas tout seul en solution : si tu as un autre couple redox en solution, tu auras un échange entre les électrons transférés par un couple et ceux transférés par l'autre couple (bien entendu, tout cela est simultané).

[jeanne08]

Je suis un peu perplexe, comme nlbmoi, devant la question que l'on te pose...
Un metal contient, entre autre, des electrons susceptibles de se déplacer ( metal = conducteur). Quand un metal est mis en presence d'un couple redox , il s'établit un équilibre entre le couple redox et les electrons du metal et ce métal prend un potentiel E . Ainsi une electrode d'argent mise en presence de Ag+ donne lieu à l'équilibre redox Ag+ ( en solution ) = Ag ( metal) + e- , l'électrode d'argent etant à la fois metal et reducteur du couple . Une lectrode au calomel est une lectrode de platine ( metal ) en presence de mercure, chlorure de mercure (calomel) et ions cl- : HgCl2 + 2e- = Hg + 2Cl- . Elle a un potentiel qusi invariable c'est pourquoi elle sert d'électrode de regérence
On ne sait pas mesurer un potentiel , on ne sait mesurer que une difference de potentiel entre deux electodes avec un voltmètre .
Le potentiel de l'électrode d'argent est donné par une formule E = a (constante) + 0,06 *log(Ag+) et tu as compris pourquoi l'équivalence du dosage des chlorures etait marquée par un saut de potentiel de cette electrode donc un saut de la ddp mesurée
Par ailleurs au depart on a une electrode d'argent et une reférence qui plongent dans une solution de chlorures . L'electrode d'argent a un potentiel qui est defini lorsqu'il y a des Ag+ ( même en quantité infime ! ) mais lorsqu'il n'y a pas de Ag+ elle a certes un potentiel ... mais je ne sais pas top comment il est defini ...Donc la ddp mesurée n'a pas de signification pour le départ du dosage . Dès que l'on met des Ag+ , il se forme le précpité de AgCl et il reste un chouia de Ag+ donc le potentiel est de cette electrode est bien lié au couple Ag+/Ag ... etc ...

[invite71dd274c]

"Quand un metal est mis en presence d'un couple redox , il s'établit un équilibre entre le couple redox et les electrons du metal et ce métal prend un potentiel E ." Parcequ'il est chargé en électrons?

[jeanne08]

Non, pas specialement ... le metal est neutre du point de vue electrique . Il contient des electrons susceptibles de se déplacer ( on va les appeler "electrons libres" mais ils sont , non pas libres, mais mobiles ). Lorsqu'on a un équilibre entre les"électrons libres" d'un metal et un couple redox ( équilibre Red = Ox + ne- ) le metal prend un potentiel E ... je ne peux guère t'en dire plus et je n'ai pas d'explication simple du phenomène. Ce potentiel est donné par la formule de Nernst ( la connais tu ? ). Je ne vois pas ce que l'on peut te faire dire d'assez élémentaire la dessus !!
Tu peux chercher des informations sur les piles : deux electrodes differentes reliées par un fil conducteur donnent lieu au passage d'un courant électrique dans le fil. Si on ne relie pas les deux electrodes ( pas de fil entre les deux) la pile n'est branchée à rien , elle ne débite aucun courant . Si on branche un voltmètre on constate que les deux electrodes ne sont pas au même potentiel.

[invite71dd274c]

j'ai vu les piles et on a passer l'équation de Nernst mais je me suis renseignée dessus. Je n'aime vraiment pas cette question... Je comprend pas comment ca se fait que le métal prend un potentiel. Ca veux dire quoi ? le potentiel c'est de l'énergie vue qu'il s'exprime en volt, non?

[invite71dd274c]

J'ai trouver ceci: "Le potentiel d'un point caractérise son niveau électrique, il s'exprime en volts (V)."
Comment un métal aquière un "niveau électrique"?

[jeanne08]

Je ne pense pas que l'on puisse vraiment te demander pourquoi un potentiel ?

La seule chose que tu dois bien expliquer c'est que lorsqu'on dose des chlorures par les ions argent on fait un dosage par précipitation Ag+ + Cl- -> AgCl solide. Le problème etant de detecter l'équivalence c'est à dire le moment où on a mis juste ce qu'il faut de Ag+ pour précipiter les Cl- : ni trop , ni trop peu. Il existe plusieurs moyens de détecter cette équivalence dont la methode potentiométrique. On utilise alors une électrode d'argent dont le potentiel varie avec la concentration en Ag+ de la solution selon une loi : a + 0,059 log (Ag+ ) ( c'est la formule de Nernst ... ) .On couple cette électrode avec une electrode de réference et on suit la ddp entre ces deux electrodes( avec un appareil qui s'appelle un voltmètre ) . La ddp presente un saut au voisinage de l'équivalence ( je pense que tu as compris pourquoi ... ) et on detecte ainsi l'équivalence .
Lorsqu'on a pas encore ajouté de Ag+ dans la solution de chlorures on mesure une ddp qui n'est pas facilement interprétable et qui n'a pas vraiment de signification.
Je ne sais pas ce que tu es sensée savoir sur l'oxydorezduction , sur les potentiels , les piles .... mais c'est un très vaste sujet . Ne t'aventure pas à des explications foireuses que tu n'as pas comprises ... mais tu peux te tuyauter sur les piles , les potentiels ...

[invite71dd274c]

le problème c'est que quand j'ai expliquer ca, on m'as demander : oui mais alors? Pourquoi il y a t il ddp? <ils disent que j'ai expliquer le titrage en soit mais pas la variation de potentiel

[invite71dd274c]

après mon explication ils m'ont demander qu'en leur expliquant le principe de la potentiométrie ca devrai m'aider. Vous savez m'éclairer sur le sujet? Pt qu'on trouvera qlq chose la dessus

[jeanne08]

Le principe de la potentiométrie est l'étude de la fem d'une pile mesurée avec un voltmètre. On a deux electrodes qui plongent dans une solution , au niveau de chaque electrode on a un couple redox en équilibre et on mesure la ddp entre ces lectrodes qui constiuent donc une pile ( que l'on ne fait pas fonctionner , on se contente de mesurer sa fem) . l'une de ces electrodes est une electrode de mesure, l'autre est une electrode de reférence dont le potentiel est fixe. Dans le dosage que tu fais l'électrode de mesure est une lectrode d'argent dont le potentiel varie avec la concentration en Ag+ dans la solution. Dans d'autres dosages ou d'autres détermination on utilise d'autres electrodes ...
Il faut que tu cherches des informations sur la potentiométrie et que tu connaisses quelques petites choses sur les piles...

[nlbmoi]

Comme on te l'a dit précédemment, un couple redox "possède" un potentiel (que l'on peut "calculer") : il y a un transfert d'électrons.
Si maintenant tu mélanges 2 couples qui réagissent ensemble de telle manière qu'une espèce d'un couple cède des électrons et que dans le même temps une espèce de l'autre couple capte ces électrons, tu as un échange d'électrons : on peut donc se débrouiller pour récupérer cet échange d'électrons et qui dit circulation d'électrons dit courant électrique ! On fabrique donc des piles.
De plus, comme chaque couple possède un potentiel, on peut mesure entre ces 2 couples une différence de potentiel : c'est ce qu'on fait en potentiométrie.
En général, on utilie 2 électrodes :
- une, la référence, dont le potentiel est constant
- une, de travail, dont le potentiel dépend d'un certain nombre de paramètres dont en particulier la concentration.
Comme on ne sait mesure que des ddp et qu'on veut suivre l'évolution de la concentration à partir du potentiel, on est obligé 'avoir une électrode de référence (je te renvoie à des post précédents de jeanne08)