Question concernant l'ajout de NaOH dans le compartiment d'une pile

[invited30664ff]

Bonjour à tous,

J'ai une question concernant l'effet d'un ajout de 26 mL de NaOH 0,09 mol/L dans le compartiment du souffre de la pile suivante :
Hg 2+ (0,02mol/L) | Hg || SO42- (0,2 mol/L) | S2O62-

On nous demande de calculer le nouveau potentiel après cet ajout.

On est à pH 2

Les demi-réactions sont les suivante :

• Hg 2+ + 2e- <--> Hg (E°=0,851)
• 2SO4 2- + 4H+ + 2e- <--> S2O62- + 2H2O (E°=-0,2)

La réaction de la pile : Hg 2+ + S2O62- + 2H2O --> Hg + 2SO4 2- + 4H+ + 2e-

Est-ce que l'ajout du NaOH va juste modifier la concentration du souffre, ou l'effet basique du NaOH aura une influence sur le potentiel de la pile ?

Nombre de mole de NaOH = 2,34 E-3

En toute logique, la concentration de SO42- devrait changer et devenir égale à 0,2/(1+26 E-3) = 0,195 mol/L, de là je modifie simplement la concentration dans l'équation de Nernst ?

Merci d'avance pour votre aide
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[invited30664ff]

Je pense avoir répondu à la question

Je n'ai pas de volume, mais disons que c'est 1L.
La concentration de H3O+ est de 0,01, nous le savons en connaissant la valeur du pH.

Avant d'ajouter le NaOH :

Moles de H+ dans la solution = 0,01

Après avoir ajouté le NaOH :

Moles de NaOH ajouté = 2,34 E-3

Moles de H+ dans la solution après réaction avec NaOH, Moles de H+ : 7,66 E-3 (0,01 - 2,34 E-3)

Équation de Nernst : 0,05 est la concentration de S2O62-



Nouveau potentiel : 1 254 V

Est-ce correct ?

[jeanne08]

première remarque : la réaction bilan dans la pile ne doit pas comporter d'électrons ...
le potentiel de l'électrode de droite est donné par la formule de Nernst : E = E° + 0,06/2 *log ( SO42-)^2 (H+)^4/ (S2O6 2-). Donc si on ajoute de la soude la concentration en ion H+ va diminuer ( H++OH- -> H2O ) donc le potentiel de l'électrode de droite va diminuer donc la ddp entre électrode de gauche ( borne + ) et électrode de droite ( borne - ) va augmenter.

[invited30664ff]

Oui j'ai peut-être été trop vite, évidemment il n'y a pas d’électrons dans la réaction bilan, c'est bien celle-ci :
Hg 2+ + S2O62- + 2H2O --> Hg + 2SO4 2- + 4H+
Et pour confirmer ce que tu viens de dire, le potentiel augmente bien, il passe de 1,24 V à 1,254 V grâce à la diminution des ions H+ dans l'équation de Nernst. Dans l'équation que j'ai montré, les deux réactions sont ensembles, c'est la même chose que de faire E=E1-E2 ou E cathode - E anode

Donc je pense que ma réponse est correcte

Merci !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited30664ff]

Mais du coup vu qu'on ajoute 26 mL d'une solution, la concentration n'est plus la même, doit-je en prendre compte dans le calcul ?

[invited30664ff]

Edit : Non car cela ce change rien dans le calcul

[moco]

Bonsoir,
Petite question stupide. Est-ce que le ion S₂O₆^2- existe ? Cela signifierait que le soufre soit au degré d'oxydation +5. Et ma connaissance, le soufre n'est jamais au degré d'oxydation +5 !
De plus, l'équation corrigée est toujours fausse ! Les charges ne sont pas équilibrées.

[invite3e6c5e0c]

Bonjour,
Sur internet j'ai trouvé qu'il existait sous le nom de (anion) dithionate (après c'est wikipédia ...)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Dithionate

[moco]

Bonsoir,
Merci pour l'information sur le Dithionate. Je me demande bien comment on le fabrique. Mais c'est une autre question.

[invite3e6c5e0c]

Si tu trouves la réponse.... fait moi signe

[invited30664ff]

Bonjour,
Pour la demi-réaction, dans mon cours la demi réaction est :

2 SO42- + 4H+ + 2e- <--> S2O62- + 2 H2O

Mais sur un site j'ai trouvé celle-ci : (https://issuu.com/time-to-wake-up/do...edox_potential) 4 ème page à -0.22 V

2 SO42- + 4H+ + 2e- <--> S2O62- + H2O

Donc sans 2 H2O mais un seul

Dans mon cours le potentiel pour la demi-réaction est aussi de -0.2

Y aurait-il une erreur dans mon cours alors ?

[invited30664ff]

Je me corrige moi-même, je pense que mon cours est correct pour respecter le nombre d'hydrogène et d'oxygène dans l'équation.

Et le nombre de charge est respecté dans

Hg 2+ + S2O62- + 2H2O --> Hg + 2SO42- + 4H+

2 charge + et 2 charges - à gauche
2*2 charges - et 4 charges + à droite

Dans la foulée j'avais une autre questionà laquelle j'ai du mal à répondre, c'est l'effet de l'introduction de 0.05 mol/L de CN- dans le compartiment de Hg sachant que la constante de complexation de (Hg(CN)4)2- est de 10^41

La réaction de complexation est :

Hg2+ + 4CN- <--> (Hg(CN)4)2-

Étant donné la grande valeur de la constante, la totalité de Hg2+ présent dans la solution est directement complexé en Hg(CN)42- mais je ne sais pas le prouver par calcul ni recalculer le nouveau potentiel avec cette complexation

[jeanne08]

Si on complexe les Hg2+ , le potentiel de l'électrode de mercure va baisser ( E = E° Hg/Hg2+ + 0,06/2 log (Hg2+) ) car la concentration en Hg2+ va baisser. Toutefois , si on ajoute 0,05 mol/L de CN- à 0,02 mol/L de Hg2+ , la réaction de complexation est quasi totale mais on ne met pas assez de cyanure pour complexer tous les ions Hg2+. Les cyanuress vont disparaitre en quasi totalité avec 0,05/4 mol/L de Hg2+ ... il en reste encore pas mal ...

[invited30664ff]

Super merci !

Et pour une concentration de CN- comme 0,1, la totalité des ions Hg2+ est complexé :

0,1/4 = 0,025

0,025-0,02 = 0,005 mole/L de CN- qui reste en solution, auront-ils un effet sur le potentiel ? Je ne pense pas qu'il faut utiliser le Kps car Hg2+ et CN- n'ont pas de constante excepté pour Hg2 2+ et CN-

[jeanne08]

Si on ajoute un excès ( exemple 0,1 mol/L ) de cyanure tous les ions Hg2+sont complexés mais il en reste un chouia calculable
Avec les concentrations initiales 0,02 en Hg2+ et 0,1 mol/L CN- on a dans la solution tous les Hg2+ ( à un chouia près) donc la concentration en complexe est 0,02 mol/L , les CN- disparus sont 0,02*4 = 0,08 mol/L donc il reste 0,1-0,08 mol/L de CN- . On remets ces 2 concentrations dans la constante de formation du complexe, ce qui nous permet de calculer la concentration en Hg2+ ( le chouia dont il est question ) que l'on remet dans la formule de Nernst du couple Hg/Hg2+ pour calculer le potentiel.

[invited30664ff]

Super merci beaucoup !