Calcul volume neutralisation

[inviteea4fe9b1]

Bonjour,
J'ai un exercice et je bloque sur certaines questions pourriez vous m'aider?
Exercice:
a) Quel volume de solution de Fe2+ 10^-1 mol.L-1 faut il ajouter pour neutraliser 20 ml de Pb(NO3)4 2*10^-1N ?
Calculer la valeur du potentiel de la solution à la neutralisation

Déjà je bloque parce qu'on nous donne que le couple Fe3+/Fe2+ E0 = +0,77V et Pb4+/Pb+* E0 = 1,8V
Ils peuvent réagit ensemble car le potentiel de l'oxydant est plus fort que le réducteur Pb4+ vs Fe2+
Mais en fait je ne vois pas comment on peut faire l'équation
Pour savoir la normalité je regarde le nombre d'électrons échangés mais je n'arrives pas à trouver l'équation je ne vois pas d'ou on peut mélanger du Pb(NO3)4 avec du Fe2+ ça donnerait
Pb(NO3)4 +Fe2+ --> Pb2+ Fe(N03)4 - + H+
Donc c'est une fois normal donc une fois molaire
Pour calculer la valeur du potentiel c'est la formule donc E= e01*n1 +e02*n2 /n1+n2 donc e01+e02/2

b)A 20 ml de Pb(NO3)4 2*10^-1 on ajoute 15ml de solution de Fe2+ 10^-1mol.L-1. On obtient la solution A.
Calculer les quantités de chacune des substances à l'équilibre
La c'est facile mais j'ai besoins de la réponse à la question A on a juste à utiliser la formule E =E0 + 0,058/n *log o/red

C) A la solution A, on ajoute 10mL de Y4- 0,05 mol.L-1
Calculer la concentration de toutes les espèces présentes en solution meme à l'état de trace
Donc ça aussi c'est simple mais il me faut l'équation je fais un tableau d'avancement
et j'utilise p[] = -log [] pour x=0
etc..
Merci d'avance pour votre réponse
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[moco]

Bonjour,
Tu traites d'un problème qui est malheureux de multiples façons.

1) Tu n'y es pour rien, mais Pb(NO3)4 n'existe pas. On ne peut donc pas envisager de préparer et neutraliser une solution de Pb(NO3)4. De toute façon, le plomb existe au degré d'oxydation +4, mais alors le plomb se trouve sous forme de PbO2 insoluble dans l'eau. Et il n'existe que sous cette forme là. Il n'existe donc pas de ion Pb4+ en solution, donc pas de Pb(NO3)4.

2) Mais, à supposer qu'il existe, on ne pourrait jamais envisager une équation comme tu l'écris, et que je recopie ici en italique :
Pb(NO3)4 +Fe2+ --> Pb2+ Fe(N03)4 - + H+
En effet une telle équation est fausse pour plusieurs raisons. Primo elle viole le principe de base de la chimie, la conservation de la matière. Dans ton équation il apparaît à droite un atome d'hydrogène sous forme d'ion H+ et il n'y a pas d'atome H à gauche. Secundo, il apparaît à droite une molécule d'un haut degré de fantaisie, à savoir Fe(NO3)4 qui est impossible. Il devrait y avoir ici Fe(NO3)3, ou l'ion Fe3+. Tertio un signe moins apparaît après la formule fausse de Fe(NO3)4. Que signifie ce signe moins qui n'a aucune raison d'être ?

3) Un dernier défaut du problème réside dans le choix de l'unité (N) de ce non-existant Pb(NO3)4. Ici la concentration est exprimée en normalité, puisque elle vaut 2*10^-1 N. Il y a au moins 50 ans qu'on a abandonné l'usage de la normalité, et qu'on l'a remplacée par la notion de molarité et de moles. On peut même se demander si notre demandeur n'a pas fait une erreur de copie en tapant N à la place de M, parce que plus bas, on cite une concentration sans unités !!

La seule chose qu'on peut faire pour essayer de sauver la vraisemblance de ce problème est de ne parler que du nombre de moles du Pb4+ présent dans la pseudo-solution de Pb(NO3)4 0.2 N. Une telle pseudo-solution serait 0.1 M. Donc 20 mL de cette solution contiendrait 2 millimole de Pb4+ (qu'on devrait imaginer sous forme de PbO2). Ces 2 millimole de Pb4+ ont un sens ! La question a) pourrait alors être réécrite ainsi :

a) Quel volume de solution de Fe2+ 10^-1 mol·L-1 faut-il ajouter pour neutraliser 2 millimole de Pb4+ ?
La réponse serait issu d'un calcul fondé sur l'équation redox suivante : Pb4+ + 2 Fe2+ --> Pb2+ + 2 Fe3+
Et dans ce cas, il faut 4 millimole de Fe2+ pour neutraliser 2 millimole de Pb4+, donc un volume de Fe2+ égal à : V = n/C = 0.004/0.1 = 0.04 L = 40 mL

La suite est à l'avenant. Et notre demandeur peut la résoudre seul.

[inviteea4fe9b1]

Tout d'abord merci pour la réponse , mais déjà je pense que l'énoncé est correcte car c'est un enseignant chercheur d'une université qui l'a fait
Après je pense que la piste du Pb4+ + 2 Fe2+ --> Pb2+ + 2 Fe3+ doit surement etre bonne par contre pour la normalité cela serait de une fois molaire = une fois normale et la relation CaVa= CbVb doit etre utilisé c'est sur
Je crois que en fait c'est Pb4+ +2e- --> Pb2+
Fe2+ --> Fe3+ +e-
Donc en fait vous avez raison N(Normalité)= n(nombre d'e échangés) * c
c= N(normalité)/n(nombre d'e échangés)
--> 2*10^-1/2 =0,1 mol.L-1 de Pb(NO3)4
ce qui nous donne 20 mL de Fe2+ à ajouter

b) Pour calculer on a donc
Pb+ + 2 Fe2+ --> Pb2+ + 2Fe3+
x=2 epsilon 2epsilon C0 -epsilon 2C0-2epsilon

et grace au pkc on fait Kc= Ks/S et on se sert de Ks

[moco]

Bonjour,

L'enseignant chercheur d'université dont tu parles est peut-être un bon chercheur dans son domaine. Mais hélas il ne connaît pas la chimie du plomb. Ce n'est pas un crime. On ne peut pas lui en vouloir, car on ne peut pas tout connaître. Il n'en reste pas moins qu'il ne sait probablement pas que Pb(NO3)4 n'existe pas, et que le problème est donc mal posé.

[A voir en vidéo sur Futura]