Pile et oxydoréduction

[inviteff76c247]

Bonsoir

J'ai un exercice à faire sur une réaction d'oxydoréduction dans une pile et je voudrais savoir si quelqu'un pouvait confirmer mes résultats ou m'indiquer si j'ai fait des erreurs...

1. On réalise une pile avec les couples Ni2+(aq)/Ni(s) et Al3+(aq)/Al(s). La lame de nickel trempe
dans 150 mL d’une solution où 2 g de sulfate de nickel (NiSO4) ont été dissous et la lame
d’aluminium trempe dans 150 mL d’une solution où 2 g de sulfate d’aluminium (Al2(SO4)3) ont
été dissous. Le pont salin est constitué de sulfate de sodium.
a) Faire un dessin de cette pile.

Je vous joins le dessin final plus bas

b) Montrer que l’équation 3 Ni(s) + 2 Al3+ (aq) <-> 3 Ni2+ (aq) + 2 Al(s) peut rendre compte de
la transformation de la pile.

Là je ne sais pas vraiment ce qu'ils veulent mais j'ai dit :
du côté de l'anode s'opère une réaction d'oxydation selon : Al (s) -> Al3+ (aq) + 3e-
du côté de la cathode une réaction de réduction selon : Ni2+ (aq) +2e- -> Ni

On a donc la réaction d'oxydoréduction suivante : 2Al -> 2Al3+ + 6e-
3Ni2+ + 6e- -> 3Ni

l'équation bilan est donc 2Al + 3Ni2+ <-> 2Al3+ + 3Ni Ou encore 3Ni + 2Al3+ <-> 3Ni2+ + 2Al

c) la constante d'équilibre associée à cette équation est Kc = 10^-143
quel sera le sens d'évolution spontané de la réaction de la pile?

Au vu de l'équation et du fait que Kc < 1 on a une reaction tendant vers le sens inverse et donc vers la réaction 2Al3+ + 3Ni

d) déterminez le sens du courant électrique et le sens de deplacement des porteurs de charges dans la pile et hors de la pile , placez des flèches et légendez le schéma.

Ça du coup c'est à voir sur le schéma


Voilà merci beaucoup d'avance

chumie bureau.jpg
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[jeanne08]

- schéma de la pile: attention : électrode de Ni dans la solution de Ni2+ et électrode de Al dans solution de Al3+ et pont . A priori , on ne parle pas encore de cathode et anode
- la réaction bilan est une oxydoréduction et à priori , on ne sait pas le sens
- donner l'expression et le calcul de Kc
- donc quand la pile débite ( dans un fil électrique par exemple ): réaction bilan qui a lieu ,réaction à chaque électrode , sens des électrons sens du courant ...

[inviteff76c247]

Bonjour
excusez moi je ne voudrai pas paraitre impolie mais j'avoue avoir du mal à comprendre où vous voulez en venir...Peut être pourriez vous détailler un peu mieux comment je dois m'y prendre?
Je crois déjà avoir compris que sur mon schéma je ne devais pas faire apparaître anode et cathode, du moins pas dès le départ, et que je devais écrire les ions présents dans les solutions ?

Par contre ce que j'ai oublié de préciser c'est qu'il y a une question avant celle sur le sens du courant etc qui est à propos de l'anode et de la cathode :" ) Déterminer l’anode et la cathode et donner les réactions qui s’y produisent. " mais je ne l'ai pas remise ici car j'y avais répondu sur le schéma.
De plus on nous fournit une table de potentiel redox ce qui m'a permis de déterminer quel était l'élément qu'on choisissait pour l'oxydation (l'aluminium, le plus réducteur) et inversement pour le nickel.

[inviteff76c247]

Je me permets déjà de vous mettre ici le nouveau schéma que j'ai réalisé qui est je pense déjà plus clair.

Concernant la réaction bilan en fait je ne comprends pas si ce que j'ai fait est bon? Où se situe l'erreur sinon?

Pour la constante Kc je ne vois pas pourquoi je devrais donner le calcul ou l'expression de Kc puisque la valeur de Kc est écrite dans l'énoncé. Ma conclusion concernant le sens est il bon malgré tout?

Voilà merci beaucoup

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

Tu refais la même erreur : l'électrode de nickel est dans la solution de Ni2+ et l'électrode de Al est dans la solution de Al3+
- A une électrode on a le couple Nisolide/Ni2+ et à l'autre électrode on a le couple Alsolide/Al3+. il n'y a pas contact entre Ni2+ et l'aluminium ni entre Al3+ et le nickel.Tu dois donc rectifier ton schéma.
- A partir des potentiels redox tu as du constater que l'aluminium est meilleur réducteur donc la réaction aux électrodes est ( quand la pile débite ):
-- Alsolide -> Al3+ +3e oxydation anodique
-- Ni2+ +2e -> Nisolide réduction cathodique
- les électrons vont donc, lorsqu'on branche un circuit électrique, de la borne en Al vers la borne de Ni ( le sens conventionnel du courant est donc l'inverse)
- d'où la réaction bilan , si la constante Kc est donnée tant mieux ( cela n'est pas évident pour moi d'après ton post ... qui n'est pas l'énoncé complet) et cela prouve bien que c'est la réaction inverse qui a lieu ...

- le compartiment contenant les ions Al3+ se charge de Al3+ donc va contenir trop de charges positives et le compartiment contenant les Ni2+ perd des Ni2+ donc contiendra trop de charges négatives . Il va donc y avoir un courant de SO4 2- qui partent des la solution de sulfate de Ni pour aller vers le pont et pousser des SO4 2- vers le compartiment de sulfate d'aluminium : les solutions doivent rester neutres

[inviteff76c247]

Ah effectivement ! Je ne suis pas chez moi aujourd'hui donc je corrigerai cela ce soir ou demain, je reviendrai vers vous à ce moment là merci

[inviteff76c247]

Oki donc j'ai repris le schéma par apport aux solutions et je vous le joins
Concernant la question b de l'énoncé j'avais bon?

Merci beaucoup d'avance

[inviteff76c247]

Personne pour confirmer ? :/

[invite0587feba]

Tu as encore fait la même erreur sur le schéma... Mais l'exercice 2 je crois qu'il est bon

[inviteff76c247]

Ah en fait je viens de me rendre compte que j'ai modifié les solutions et donc les ions DANS les compartiments mais pas les noms que j'avais indiqués en dessous... En imaginant qu'il est écrit "solution Al2(SO3)" du côté de la lame d'argent et "solution de NiSO4" du côté du nickel, c'est correct?

[invite0587feba]

Oui c'est cela.

[inviteff76c247]

Oki merci

[invite0587feba]

De rien.