Problème de piles et produit de solubilité

[invitebc4b083d]

Bonjour,

J'ai du mal à avancer dans mon exercice que voici :

Soit une pile constituée d’une tige en fer plongeant dans 100 mL d’une solution 1,00.10-4
mol/L en Fe2+ et d’une tige de platine plongeant dans 120 mL d’une solution 0,010 mol/L
en Cr2O7
2- et 0,050 mol/L en Cr3+ tamponnée à pH 4,2 ; à 25°C.

Quelle masse de Na2C2O4 faut-il dissoudre dans la solution de Fe2+ pour augmenter la
différence de potentiel de la pile de 0,030V ?
Donnée : pKps (FeC2O4) = 6,7

1) 2,6 mg
2) 0,33 g
3) 0,28 g --> BONNE REPONSE
4) 18 mg
5) 2,8.102 g

Un sujet avait déjà été ouvert en 2011 mais je ne comprends pas vraiment la résolution... jeanne08 avait dit :

"Il y a 2 électrodes : l'une au potentiel E+ avec le couple Cr2O7 2-/Cr3+ et l'autre au potentiel E- avec le couple Fe2+/Fe dont le potentiel est donné par la formule de Nernst : E = E° + 0,06/2 log (Fe2+) . La ddp est e = E+ - E-
On ajoute des ions C2O4 2- à la solution de Fe2+ et on fait la réaction quasi totale ( grande constante ) Fe2+ + C2O4 2- -> FeC2O4 solide. E+ n'est pas changée mais comme la concentration en Fe2+ diminue E- diminue donc la ddp e augmente .
On veut que la ddp augmente de 0,030 V , il faut donc que la concentration en Fe2+ soit devenue 10 ^-5 mol/L . Donc on a dù ajouter ( en mol/L) 10 ^-4 mol/L de C2O4 2- pour précpiter les 10-4 mol/L de Fe2+ ( on néglige ce qui reste) et comme le produit de solubilité de FeC2O4 est verifié on a 10 ^-1,7 mol/L de C2O4 2- resté en solution : on doit donc ajouter (10^-1,7 + 10^-4 ) mol/L de C2O4 2- ... à toi de finir ... "

Jusque "il faut donc que la concentration en Fe2+ soit devenue 1,00*10^(-5) mol/L je comprends et c'est bien ce que j'ai trouvé, mais je ne comprends pas du tout la suite... Pourquoi a-t-on dû ajouter 10^(-4) mol/L de C2O4 2- ? Comment avancer dans ma résolution s'il vous plaît ?
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[jeanne08]

Il faut que les Fe2+ passent d'une concentration de 10^-4 mol/L à 10^-5 mol/l par la réaction F2+ + C2O4 2- -> FeC2O4 solide . Les C2O4 2- ajoutés doivent donc en partie servir à précipiter les Fe2+ ( presque complètement) et une autre partie reste tels quels ( on calcule la concentration à partir du produit de solubilité )
attention : on fait les calculs pour L de solution mais en réalité on a seulement 120 mL ...

[invitebc4b083d]

J'ai trouvé merci beaucoup ! je fais un autre exercice actuellement mais je suis également bloqué depuis plusieurs minutes.. Le voici :

Les deux compartiments d’une pile ont la composition suivante à 25°C :
Compartiment A : Cu plongeant dans une solution de Cu2+ (0,010 mol/L)
Compartiment B : Sb plongeant dans une solution de Sb3+ (0,10 mol/L)
On introduit ensuite dans le compartiment A du NH3 (g) jusqu’à ce que la solution
devienne 1,0 mol/L en NH3.

Calculer la constante de formation (pKf) du complexe [Cu(NH3)4]2+ sachant que celui-ci
est extrêmement stable, que la force électromotrice de cette pile est de 0,17 V et que la
réaction qui s’y déroule est la suivante : Sb{3+} + Cu + NH3 → Sb + [Cu(NH3)4]{2+}
Données : E°(Cu2+/Cu) = 0,34 V et E°(Sb3+/Sb) = 0,10 V
1) -10^5,26
2) -12,5 --> BONNE REPONSE
3) -10^1,04
4) -1,04
5) -5,26

Vous étiez déjà intervenue sur ce même exercice mais je ne comprends pas bien la résolution... Voici le lien : http://forums.futura-sciences.com/ch...ml#post5784336

En calculant Ecathode, je trouve 0,11973. Puis je fais 0,17 = Ecathode - Eanode, ce qui me donne Eanode = 0,11973 - 0,17 = -0,0503

Du coup Eanode = E°(Cu2+/Cu) + (0,0592/2)*log([Cu2+]) = 0,34 + (0,0592/2)*log([Cu2+]) => [Cu2+] = 6,519*10^-14 mol/L, est-ce cela ?

A partir de ce point je ne sais pas quoi faire... J'ai la réaction Cu{2+} + 4NH3 --> [Cu(NH3)4]{2+} mais je ne sais pas à quoi sert l'information dans l'énoncé qui dit que j'ai une solution de Cu2+ à 0,010 mol/L...

Pouvez-vous m'aider s'il vous plaît ?

[jeanne08]

Pourquoi les Cu2+ sont ils à une si faible concentration ? réponse : parce qu'ils sont transformés en complexe par ajout d'ammoniac ...c'est la réaction que tu as écrite .
Comme on avait 0.01 mol/L de Cu2+ au départ et qu'il en reste 6.10^-14 c'est que l'on a 0.01 mol/L de complexe . Si on a formé 0.01 mol/L de complexe on a consommé 4*0.01 mol/L d'ammoniac ... et on en avait mis 1 mol/L donc il en reste ~1 mol/L . On remet tout cela dans Kf ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebc4b083d]

Je viens de comprendre merci beaucoup