TP Oxydo-réduction -> Piles

[invite1fb2f9bb]

Bonjour, je suis débordé par le travaille et les partiels qui approchent n'arrangent pas mon stress, je dois faire un compte rendu de TP seulement voilà je n'y comprend rien ! J'espère vraiment que quelqu'un pourra m'aider ! Et je la remercie d'avance et du plus profond de mon coeur si elle arrive à m'aider.

1 - Mesurer la force électromotrice (f.e.m.) de cette pile pour des valeurs de concentrations [Ag+] égales à 10-1 (solution-mère); 10-2; 10-3 10-4 puis 10-5 mol.L-1.Capture d’écran 2018-04-28 à 10.41.46.png
1.1. Écrire la relation de Nernst pour le couple Ag+/Ag et en déduire l'équation donnant la f.e.m. notée ΔE de la pile.
1.2. Tracer le graphe . Δ E=f (log 1/log[Ag+] ) Que représente l'ordonnée à l'origine ?
1.3. Montrer que cette dernière donnée permet d'accéder à la valeur de E° du couple Ag+/Ag à la température de l'expérience. Comparer cette valeur à celle donnée dans les tables de potentiels standards des couples redox

Mes réponses :
1.1. Demi équation :
Ag⁺ + 1e- = Ag
NH4⁺ + 3H2O = NO3^- + 10H⁺ + 8e-

Equation bilan
8Ag + NH4⁺ + 3H2O = NO3^- + 10H⁺ + 8Ag⁺

=> l'équation de Nernst est donc :
∆E = E° -(8,31*295/8*96500) * ln([Ag+][NO3-]/[Ag][NH4+])

Ici je ne comprend pas à quoi correspond ∆E et E°

1.2. et 1.3.ces questions c'est mon binôme qui la faite et elles ont été vérifié par le prof pendant le TP

2. Détermination des produits de solubilité de AgCl, de AgBr et de AgI.
Capture d’écran 2018-04-28 à 10.51.15.png

Mesurer la f.e.m. de cette pile lorsque l'halogénure de potassium est :
• KCl à 10-1 mol.L-1
• KBr à 10-1 mol.L-1
• KI à 10-1 mol.L-1

2.1. Établir l'expression littérale de la f.e.m. notée E de cette pile.
2.2. Calculer la concentration en Ag+ dans le bac dans chacun des trois cas (on utilisera le résultat de la manipulation de la partie précédente, sauf si la valeur de E° est très éloignée de la valeur théorique).
2.3. Calculer les produits de solubilité de AgCl, AgBr et AgI. Comparer les valeurs des Ks obtenus avec les valeurs cherchées dans la littérature (citer ses sources).
2.4. Calculer la solubilité (en g.L-1) des trois halogénures d'argent dans l'eau à la température de l'expérience.

Mes réponses :
2.1. E = E° - RT/nF * ln (Ox1 - Red2 / Red 1 - Ox2)

Pour les autres questions je n'ai aucune idée de comment commencer... Si vous pouviez me donner une piste ce serait super

3. Dosage des chlorures dans un sel complexe Co(NH3)5Cl3.
3.1 Montrer que la f.e.m. notée E de cette pile est uniquement fonction de la concentration en ion chlorure dans le bac de droite, à la température de l'expérience. Donner son expression littérale.
3.2 Tracer soigneusement la courbe E = f (volume de AgNO3 ajouté).
3.3 Déterminer le point d'équivalence du dosage par la méthode des tangentes.
3.4 A partir du volume équivalent préalablement déterminé, calculer le nombre de moles d’ions chlorure présents dans la solution et en déduire la masse d’ions chlorure libérés mCl- lors la dissolution du complexe.
3.5 Connaissant la masse de complexe pesée initialement mcompl ainsi que les masses molaires du complexe Mcompl et d’un ion chlorure MCl- (grâce au tableau périodique), écrire l’égalité reliant les masses déterminées expérimentalement aux masses molaires et au nombre d’ions chlorure non- coordinés.
3.6 En déduire :
- le nombre d'atomes de chlore coordinés, et non coordinés par motif Co(NH3)5Cl3.
- la formule explicite et nom du sel solide (nomenclature internationale).

Je n'est pas encore réfléchie sur la partie 3 car j'aimerais terminer la partie 1 et 2 d'abord afin de ne pas mélanger toutes les informations. Cependant je la mets quand même pour que vous ayez l'énoncé au complet

Cordialement.
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[jeanne08]

Effectivement tu n'as pas compris le TP ... on va t'expliquer quelques aspects...
pour les expériences 1 et 2 pour le 3 on verra plus tard ... :
Dans chaque cas tu te contentes de mesurer une fem de pile donc la pile ne débite(presque ) pas de courant ... bref l'électrode au calomel un potentiel Eref fixé et tu mesure E - Eref = deltaE avec E = potentiel del'électrode d'argent où se trouve le couple Agsolide/Ag+ dont le potentiel est donné par la formule de Nernst E = E° Ag+/Ag + 0,06/1 *log (Ag+)

pour le 1) tu connais différentes valeurs des concentrations de Ag+ ... à toi de poursuivre
pour le 2 la fem mesurée permet de calculer dans chaque cas la concentration en Ag+ restant en solution et comme il y a très peu de précipité tu connais (X-) donc tu vas pouvoir calculer le produit de solubilité de AgX

morale : tu ne dois pas t'occuper de ca e qui se passe au niveau de l'électrode au calomel ... elle est là simplement pour fixer un E ref ( qui est connu par rapport à l'ENH )

[invite1fb2f9bb]

Merci de votre réponse j'ai réussi à faire les questions 1. et 2. mais je bloque pour la 3. (celle à laquelle je n'avais pas encore réfléchis)

Je la remet ici :

3. Dosage des chlorures dans un sel complexe Co(NH3)5Cl3.
3.1 Montrer que la f.e.m. notée E de cette pile est uniquement fonction de la concentration en ion chlorure dans le bac de droite, à la température de l'expérience. Donner son expression littérale.
3.2 Tracer soigneusement la courbe E = f (volume de AgNO3 ajouté).
3.3 Déterminer le point d'équivalence du dosage par la méthode des tangentes.
3.4 A partir du volume équivalent préalablement déterminé, calculer le nombre de moles d’ions chlorure présents dans la solution et en déduire la masse d’ions chlorure libérés mCl- lors la dissolution du complexe.
3.5 Connaissant la masse de complexe pesée initialement m(compl) ainsi que les masses molaires du complexe M(compl) et d’un ion chlorure MCl- (grâce au tableau périodique), écrire l’égalité reliant les masses déterminées expérimentalement aux masses molaires et au nombre d’ions chlorure non- coordinés.
3.6 En déduire :
- le nombre d'atomes de chlore coordinés, et non coordinés par motif Co(NH3)5Cl3.
- la formule explicite et nom du sel solide (nomenclature internationale).

Mes recherches :
3.1 - On nous dit (on a un petit texte juste avant) que le solide se dissocie en un cation et anion chlorure (Cl-) et que le cation est stable et que les lignas de ce cation ne passent pas en solution. Autrement dit le cation ne participe pas à l'élaboration du courant, c'est uniquement l'anion Cl- qui crée les échanges responsables du courant ∆E.
je ne suis vraiment pas sûr de la formule :
∆E= -Eecs + E°(Cl-) + O,O6*log(1/[Cl-])

3.2 et 3.3 - avec notre graphique on à trouvé le volume à l'équivalence = 4mL

3.4 on sait que n = C*V
[Cl-]*V = (10^(∆E+Eecs-E°/0,06))*V
or je ne sais pas si on doit prendre E°(Ag+/Ag) trouvé dans la question 1. ou si il faute prendre les E° du solide Co(NH3)5Cl3

m(Cl-) = n*M(Cl-)

3.5 on sait que n1=n2
m(compl) = 46,5 mg
M(compl) = 250.44 g/mol
M(Cl-) = 35,45 g/mol

m(compl)/M(compl) = m(Cl-)/M(Cl-)
m(Cl-)= m(compl)/M(compl)*M(Cl-)

3.6
- j'ai une idée de comment faire mais je préfère vérifier mes autres réponses avant

[jeanne08]

Toujours le même genre de questions et d'explications :
- l'électrode d'argent est sensible à la concentration en Ag+ et la concentration en Ag+ , en présence du précipité AgCl, est Ks/(Ag+). Tu pars d'une solution avec des Cl- et tu ajoutes progressivement des Ag+ : au point v = 0 le potentiel n'est pas défini , puis il se forme le précipité ( Ks est vérifié)et les Ag+ ajoutés passent donc essentiellement dans le précipité avec des Cl- jusqu'au moment où il n'y a plus de Cl- pour se combiner aux Ag+ donc les Ag+ ajoutés vont s'accumuler et la concentration va tout d'un coup augmenter : c'est l'équivalence qui est marquée par un saut
- la réaction effectuée est Ag+ ajoutés + Cl- initiaux -> AgCl solide donc tu mets autant de Ag+ qu'il y avait de Cl- dans la solution.Donc tu connais la quantité de Cl- dans ta solution ( en mol puis en masse ) et comme tu as pesé mcompl* tu en déduis la masse de la partie complexée du complexe et si il y a x ions chlorures non coordonnés ( dans 1 mol de complexe de masse molaire 240,5g/mol il y a x mol de Cl- non coordinnés) dans une mol de complexe alors mcompl/240,5= masse chlorures/x*35,5
* ce que tu as pesé c'set l'ensemble complexe +chlorures non coordinnés
note : tu dois avoir, de mémoire , 2 chlorures non coordonnés pour 1 mol de complexe (Co(NH3)5Cl) 2+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1fb2f9bb]

Donc si j'ai bien compris :
3.1 : ∆E = -Eecs + E°(Ag+/Ag) + 0,06*log(1/[Cl-])
avec E° = 0,7 (on l'a calculé en 1.2) et [Cl-] =10^-1 mol/L

3.4 : l'équation est juste

3.5 : je ne comprend pas bien quand vous dites "Donc tu connais la quantité de Cl- dans ta solution ( en mol puis en masse )"
c'est bien la masse que je calcul en 3.4 avec cette équation ? => m=n*M

Pour la suite je crois avoir compris je vous remercie
Je fais ça à tête reposée ce soir et je vous redis si j'ai bien tout compris

[jeanne08]

Tu as 4,0 mL de solution de Ag+ 0,1 mol/L à l'équivalence, donc tu as versé 4e-4 mol de Ag+ donc il y avait 4e-4 mol de Cl`libres dans la solution préparée à partir du complexe donc une masse de 4e-4*35,5 g de Cl- libres
note : je ne vois pas l'intérêt de repasser aux masses comme le fait l'énoncé. Tu as pesé 46,5 mg de complexe soit 46,5/250,5 = 1,93e-4 mol de complexe . Tu vois que tu as 2 Cl- libres par mol de complexe et la partie complexe a bien la formule que je t'ai donnée au post 4

[invite1fb2f9bb]

Je ne vois pas comment on sait qu'on a 2 Cl- libres par mol de complexe...

[jeanne08]

Tu peses 46,5 mg de complexe soit environ 2e-4 mol de complexe. tu doses alors les Cl- libres et tu en trouves 4e-4 mol donc dans le complexe il y a 2 mol de Cl- libres par mol de complexe. Dans un mol de complexe il y a 3 atomes Cl ( ou ion Cl-) donc 1 atome est dans le complexe avec Co et 2 sont "libres"

[invite1fb2f9bb]

Merci j'ai compris maintenant.
Je vous remercie beaucoup grâce à vous j'ai pu finir ce TP !