montrer qu'une réaction d'oxydoréduction est quantitative

[invite13e4bad5]

Bonsoir,
J'ai un exercice de révision à faire et je trouve un résultat logique mais faux mathématiquement parlant (10^333).

On a une réaction d'oxydoréduction entre H2C2O4 et KMnO4^- à la suite du titrage de H2C2O4 par KMnO4^-

Réaction de titrage : (à l'aide des demi-équation ect)
2 MnO4^- + 6H⁺ + 5H2C2O4 = 2Mn²⁺ + 8H2O + 10CO2

On demande si la réaction est quantitative donc totale soit la constante de réaction K >10⁴.
On a les potentiels électrique standards : E⁰ MnO4^-/Mn²⁺ = E1 = +1.51V
E⁰ CO2(g)/H2C2O4 = E2 = -0.49V

Soit K = (MnO4^-)² * (H⁺)⁶ * (H2C2O4)⁵ / (Mn²⁺)² * (PCO2)¹⁰

E1-E2 = (0.06/10) log (MnO4^-)²*(H⁺)⁸ / (Mn²⁺)² - (0.06/10) log (PCO2)¹⁰ *(H⁺)¹⁰ / (H2C2O4)⁵

E1-E2 = (0.06/10) log [(MnO4^-)²*(H⁺)⁸ / (Mn²⁺)² * (H2C2O4)⁵ / (PCO2)¹⁰ *(H⁺)¹⁰

E1-E2 = (0.06/10) log K

log K = (E1-E2) / (0.06/10)

K = 10^{(E1-E2)/(0.06/10)}

K = 10^{(1.51+ 0.49)/(0.06/10)}

K = 10^333.3 >>> quantitative mais valeur impossible

Je sais que c'est pas très lisible mais je ne sais pas me servir des balises. Bref c'est pas compliqué mais j'aimerais comprendre pourquoi je trouve un nombre impossible, est-ce que c'est le nombre d'électrons échangés qui pose problème?

Merci d'avance.
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[invite13e4bad5]

Les deux H⁺⁸ sont H⁺¹⁶

[invite13e4bad5]

Bonjour,
J'ai refait le calcul et en fait j'ai inversé la constante d'équilibre K (il faut mettre ce qui est à droite à gauche et inversement).
A la fin on a donc E1-E2 = 0.06/10 log 1/K
log 1/K = (E1-E2) / 0.006

log 1/K = 333.3

K = 10^-333,3 = 0 mais pas à plus de 10⁴ donc je ne sais pas quoi dire. Il faut bien faire la différence entre le potentiel le plus élevé et celui le moins élevé? Ce qui me semble logique.

[jeanne08]

Il suffit de raisonner ainsi : lorsque l'équilibre écrit est réalisé les deux couples sont au meme potentiel donc E°MNO4 - /Mn2+ + 0.06/5*log (MnO4-)*(H+)^8/(Mn2+) =E°CO2/H2C2O4 + 0.06/2*log(PCO2^2 *(H+)^2/(H2C2O4) ce qui fait , lorsqu'on se ramène à 10 e- échangés ( n'oublie pas que log x^n = n*logx ) à : E°MnO4-/Mn2+ 0,06/10 *log( (MnO4-)^2*(H+)^16/(Mn2+)^2 )=E°CO2/H2C2O4 + 0.06/10*log(PCO2^10 *(H+)^10/(H2C2O4)^5)
Tu fais alors pparaitre log K en fonction des E°
Ici la constante K doit être très grande !!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite13e4bad5]

Bonsoir,
Merci de ta réponse mais c'est exactement ce que j'ai fait et on ne trouve pas log K mais log 1/K (ma constante d'équilibre est inversée j'ai mis les réactifs sur les produits or c'est l'inverse).

[jeanne08]

je ne sais pas si "c'est exactement ce que j'ai fait " car tu n'as pas dit ce que tu designes par E1 et E2 ...
je te donne la methode générale pour faire ce genre d'exo ... et dans le cas présent tu dois trouver une constante K très très grande !

[invite13e4bad5]

Je tape l'énoncé:

On effectue le titrage de 20ml d'une solution d'acide oxalique (H2C2O4, incolore) par une solution de permanganate de potassium (KMnO4, rose) à 0.03mol/L en milieu acide. Pour obtenir une teinte rose persistante, il faut verser 12.8ml de la solution de permanganate.

1. Ecrire les demi-équations et l'équation globale de la réaction d'oxydoréduction correspondante.
2. Montrer que cette réaction est quantitative.
3. Calculer la concentration de la solution d'acide oxalique.

Données : E⁰₁ (MnO4-/Mn2+) = +1.51V E⁰₂ (CO2(g)/H2C2O4) = -0.49V

Pour info :
la petit 3 (rien à voir avec le sujet) : 2CAVA = 5CBVeq <=> CA = 5(CBVeq)/(2VA) avec CAVA = nH2C2O4 et CBVeq = nMnO4-(eq) j'ai trouvé CA = 0.048 mol/L

[invite13e4bad5]

En fait je trouve bien log de K mais 10^333 c'est pas possible?

[invite13e4bad5]

E1 et E2 sont désignés depuis le début!! J'ai mis toutes les données de l'exercice...

[jeanne08]

Je ne fais pas le calcul mais K = 10^333 est tout à fait possible ( attention pas log K mais K ) . Je n'avais pas fait attention que E°1 et E°2 étaient donnés ... et dans ta première ligne la difference E1-E2 n'est pas celle que tu indiques ...( de plus c'est une difference E°1 -E°2 ) ; le raisonnement qui consiste à dire : les potentiels sont egaux à l'équilibre et ecrire les deux formules de Nernst te permettra de ne jamais te tromper !

[invite13e4bad5]

Bonsoir,
J'ai vu mon erreur concernant l'égalité des potentiels mais quand je fais 10^333 sur ma calculette j'ai math error mais j'ai bien compris que cette réaction était largement totale.
Merci bien.