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electrolyse d'une solution



  1. #1
    kedrix

    Bonjour
    voila le probléme :

    On réalise l'électrolyse d'un volume Vo = 1,0 L de solution de chlorure de sodium ( Na+ ; Cl-), en utilisant un générateur de tension E continue réglable. Au fur et à mesure qu'il se forme, le dichlore, qui ne peut se mélanger au reste de la solution à cause d'une mebrane sélective, est évacué par un dispositif idoine non représenté.
    La réaction qui se produit a pour équation : 2H3O+ + 2Cl- = Cl2 + H2 + 2H2O et a lieu dans le sens direct. On fait passer un courant I=3,0 A pendant t = 7,2 h.
    données : 1 Faraday = 96500 C.mol-1 et Volume molaire des gazs = 24,0L.mol-1 dans les conditions de l'expérience

    1)Identifier les couples redox et les demi-équations correspondantes
    2) La tranformation est-elle spontanée ou forcée?
    3) Pourquoi la solution devient basique?
    4) Déterminer la quantité Q d'électricité ayant circulé.
    5) En déduire la quantité d'ions chlorure consommée,et la quantité de dichlore formée

    Alors pour la 1)
    les couples redox sont :
    H30+/H20 et Cl-/Cl2 tel que :
    2Cl- = Cl2 + 2e-
    2e- + 2H3O+ = H2 + 2H2O

    2) Elle est forcée car on fournit de l'énergie électrique pour que la réaction se produise et donc c'est une électrolyse ce qui siginife que c'est une réaction forcée

    3) La solution devient basique car la [H30+] diminue et [HO-] augmente puis que les ions H30+ sont des réactifs et il y a création de OH- a la cathode

    4)Q = I* t = 77 760C

    5) A l'anode : 2cl- => Cl2 + 2e-
    ainsi n(cl2)formé = Q/2F = 0.41 mol
    N(cl-)consommé = n(cl-)i - n(cl-)f = 1 - 0.18 = 0.82 mol

    Donc voila j'aurais aimé savoir si toutes mes réponses étaient bonnes et surtout la 5) parce que, par la suite du probléme je me trouve bloqué et cela est peut étre dû à une erreur dans cette partie ou sinon dans la partie que je suis en train de faire
    voila, merci beaucoup
    au revoir

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    mach3
    Modérateur
    salut,

    tes resultats et ton raisonnement semblent etre correct

  4. #3
    kedrix


    merci
    au revoir

  5. #4
    kedrix

    bon ben je vous met la deuxiéme partie de l'énoncé :

    Afin de vérifier que les électrons ayant circulé ont bien réalisé la transformation étudiée, on réalise le dosage de V1 = 10,0mL de la solution restante, qui contient un excés d'ions hydroxyde ( appelé n1 par la suite), par une solution d'acide chlorhydrique de concentration C2 = 1,0 * 10^-1 mol.l-1
    La réaction de dosage qui a lieu a pour équation : H3O+ + HO- = 2H2O ( KE = 1,0 * 10^14 à 25°C)
    Le dosage est suivi par pH_métrie et je trouve que pH équivalent = 7 et Veq = 10 mL

    1)Donner les couples acides bases
    2)Définir l'équivalence acido-basique et en déduire la relation entre n1 , C2V2éq
    3)Montrer que la tranformation est quasi totalle à l'équivalence
    4)Calculer la quantité n1 d'ions hydroxyde dans la prise d'essai puis la quantité n0 dans l'échantillon de départ

    Donc pour la premiére question :
    H3O+/H2O
    H30+ = H2O + H+

    OH-/H2O
    OH- + H+ = H2O
    ¨
    Pour la 2) :
    donc je donne la définition de l'équivalence et d'aprés un tableau d'avancement je trouve que n1 = C2V2éq puisque a l'état d'équivalence n1- xeq = 0 et C2V2eq - xeq = 0

    Pour la 3)
    J'ai calculé n(H3O+)f et j'ai trouvé (5,0 * 10^-6) mol et donc xf = n1 - n(H3O+)f soit (9.95 * 10^.4 mol)
    x max = n(H3O+)i = n1 = (1,0*10^-3 mol) puisque n1 = C2V2eq = 1.0*10-1 * 0.01
    et donc quand on calculé tau on trouve 99% donc la transformation est quasi totalle

    Enfin pour la 4)

    On a trouvé que n1 = 1,0*10^-3 mol donc no = 100* n1 = 0,1 mol

    Mais le probléme c'est que dans une derniére question on me demande d'expliquer pourquoi la quantité d'ions hydroxyde présente en fin d'électrolyse est égale à la quantité d'ions chlorure consommés par l'électrolyse. Ne trouvant pas mon erreur (puisque je ne trouve pas cette relation) j'aimerais savoir ou est ce que j'ai fait une erreur dans ma démarche car de moi même je ne la trouve pas.
    merci d'avance
    au revoir

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    mach3
    Modérateur
    salut, j'ai pas encore eu le temps de bien faire le tour de la question, mais il me semble que tu fait une erreur de raisonnement : tu négliges les H3O+ deja present en solution (10E-7, ce qu'on fait d'habitude néanmoins) devant tes 10E-6 H3O+ que tu trouves. Laisse moi un peu de temps pour voir tout ca.

    a tout a l'heure

  8. #6
    kedrix

    ok
    avant demain matin si c'est possible
    j'ai encore cherché aujourd'hui mais je vois pas vraiment ou j'ai put faire l'erreur d'autant que mes camardes trouvent les mêmes résultats que moi, donc je ne vois pas comment répondre a la question "pourquoi la quantité d'ions hydroxyde présente en fin d'électrolyse est égale à la quantité d'ions chlorure consommés par l'électrolyse" sachantq eut tout d'abord je n'ai pas trouvé cette relation par les calculs

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  10. #7
    giberger

    J'ai juste jeté un coup d'oeil rapide, si le problème est plus compliqué dites le moi.
    La réaction consomme des H30+, or ceux-ci sont formés par cette autre réaction: H20 --> OH- + H3O+
    Donc 2 Cl- qui réagissent por former du dichlore génère deux OH-
    Pour que ce soit plus parlant, tu peux écrire l'équation sous cette forme (qui en fait le bilan) : 2H2O + 2Cl- --> Cl2 + H2 + 2 OH-
    La quantité d'OH- en fin d'électrolyse est donc bien égale à la quantité de Cl- ayant réagis.

  11. #8
    giberger

    Citation Envoyé par giberger
    Donc 2 Cl- qui réagissent por former du dichlore génère deux OH-
    Donc 2 Cl- qui réagissent pour former du dichlore génèrent deux OH- :?

  12. #9
    kedrix

    salut
    merci beaucoup pour votre réponse, j'ai put enfin trouver la solution à cette question, sauf que moi j'ai utilisé la réaction 2H2O + 2e- = 2(OH-) + H2 donc ce qui revient aussi à la consommation de 2 moles d'eau pour former 2 moles d'OH- sachant qu'il faut 2 moles d'ions Cl - pour former 2 moles d'eau ce qui nous donne donc nCl- consommé = n OH-
    Mais le probléme est que par le calcul, je ne retrouve pas cette relation. En effet a la fin du probléme on trouve la quantité dions OH- dans n0 et je trouve 0.1 mol et au début du probléme je trouve que nCl- consommé = 0.80 donc ce qui est largement différent
    mais je ne trouve pas mon erreur dans mon résonnement et dans mes calculs
    donc encore un petit coup de pouce s'il vous plait :P
    au revoir

  13. #10
    giberger

    Mais quelle quantité d'HCl fut utilisée pour neutraliser les 10 ml prélevés en fin d'électrolyse ????

  14. #11
    kedrix

    on a introduit un voume V2eq = 10 ml ( on ne prends en compte que les ions oxonium H3O+)

  15. #12
    giberger

    Citation Envoyé par kedrix
    bon ben je vous met la deuxiéme partie de l'énoncé :

    Afin de vérifier que les électrons ayant circulé ont bien réalisé la transformation étudiée, on réalise le dosage de V1 = 10,0mL de la solution restante, qui contient un excés d'ions hydroxyde ( appelé n1 par la suite), par une solution d'acide chlorhydrique de concentration C2 = 1,0 * 10^-1 mol.l-1
    La réaction de dosage qui a lieu a pour équation : H3O+ + HO- = 2H2O ( KE = 1,0 * 10^14 à 25°C)
    Le dosage est suivi par pH_métrie et je trouve que pH équivalent = 7 et Veq = 10 mL
    Tu trouves 10 ml ou c'est dans l'énoncé?

    Correction des balises. Coincoin

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  17. #13
    kedrix

    je trouve que c'est 10 ml grace a la courbe de pH que l'on me donne avec l'énoncé
    mais c'est sur est certain que Veq = 10 mL car le saut de pH est vraiment flagrant
    voila
    merci

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