Electrochimie Cu-Zn

[invite3e41073d]

Ceci est un exercice qui figure dans notre TD et j'essaie de le résoudre ça fait bien des heures mais j'arrive pas à le faire

Un échantillon de zinc de masse m=200mg contient du cuivre comme impureté. Cet échantillon, attaqué par le minimum d'acide nitrique, est dilué à 200cm^3. Le pH de la solution est maintenue à une valeur juste inférieure au pH de précipitation de Zn(OH)2.
Une électrode de zinc et une électrode de cuivre sont pesées et plongées dans la solution. Ces deux électrodes sont mises en court-circuit;lorque le courant électrique devient nul, l'électrode de cuivre montre une augmentation de masse de 25mg.
1-En considérant le coefficient d'activité des ions Zn2+ et Cu2+ sont égaux à 1,calculer les potentiels de chacune des électrodes avant la mise en court-circuit.
2-Interpréter le phénomène qui évolue après la mise en court-circuit.
3-Quelle est la masse du vuivre restante en solution lorsque le courant s'annule dans le circuit extérieur?

DONNEES : E0(Cu2+,Cu)=0.337V, E0(Zn2+,Zn)=-0.763V, Mzn=65.4g/mol, Mcu=63.5g/mol
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[moco]

Ce problème a quelque chose d'impossible. Si on dissout du zinc et de cuivre dans de l'acide nitrique, on obtient bien une solution contenant les ions Zn²⁺ et les ions Cu²⁺. Si ensuite on y plonge deux électrodes, l'une de zinc et l'autre de cuivre, on imagine que chaque électrode a un potentiel fixe qui peut être calculé par la loi de Nernst.
Il n'en est rien. Car les auteurs du problème ont oublié que, dès qu'on plonge l'électrode de zinc dans la solution, le métal zinc réagit immédiatement avec les ions Cu²⁺ en solution, selon l'équation :
Zn + Cu²⁺ --> Zn²⁺ + Cu
Donc la quantité d'ions Cu²⁺ va peu à peu décroître en solution, et indépendamment de la mise en court-circuit. Il va donc se déposer du cuivre métallique sur la plaque de zinc à la suite de cette réaction.
Et il va aussi se déposer du cuivre sur la plaque de cuivre par suite de l'électrolyse en court-circuit, comme le suppose l'auteur du problème.

[invite3e41073d]

Merci bien