Exercice - Oxydo-réduction : récupération de l'or par complexation

[invite60af0828]

Bonjour,

Je dois faire un exercice mais je suis bloqué et je n'arrive pas a trouver de solution. Voici l'énoncé de l'exercice que je dois faire :

B. Récupération de l'or par complexation

Les minerais d'or contiennent des paillettes d'or mélangées à une gangue stérile. Pour récupérer l'or du minerai broyé, celui-ci est mis en contact avec une solution de cyanure de sodium en présence d'air. Il se forme un complexe soluble qui passe en solution et qui est réduit par el zinc en régénérant l'or métallique.

B.1. Oxydation de l'or par le dioxygène en milieu aqueux

B.1.1. Ecrire l'équation bilan de l'oxydation de l'or en Au+ par l'O2; l'équation est rapporté à une mole d'O2. Calculer la constante K1 de cette réaction.

B.1.2. Ecrire l'équation bilan d'oxydation de l'or en ion Au3+ par le dioxygène ; l'équation bilan est rapportée à une mole de dioxygène. Calculer la constante K2 de cette réaction.

B.1.3. Déterminer les concentrations en ions Au+ et Au3+ dans la solution, surmontée d'air sous pression de 1 bar, si la solution aqueuse est tamponnée à pH = 10. On rappelle que dans l'air la pression partielle du dioxygène est égale à 0,2 bar.

B.1.4. L'oxydation de l'or est-elle quantitative.

On nous donne ces données là : Couple rédox Au+/Au Au3+/Au O2/H2O
E°/V 1,68 1,42 1,23

J'ai réussi a écrire les équations bilans et la formule de leur constante mais je ne vois pas comment calculer les constantes (j'ai essayer et je me suis retrouvé avec une division par 0). Pourriez-vous me dire comment les calculer. Et aussi je ne vois pas du tout comment répondre á la 3, auriez-vous une idée ?

Merci d'avance pour toutes réponses.
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[Patzewiz]

Bonjour,

Quelles expressions avez-vous obtenues pour les constantes? Celles-ci s'expriment en fonction des concentrations en ions Au+ ou Au3+, H+ et de pO2. Il n'y a aucune raison qu'il y ait un problème de division par 0.

[invite60af0828]

Bonsoir,

Nous avons obtenu : K1 = (([Au+]^4) x ([H2O]^2)) / ([O2] x ([Au]^4)) avec comme réaction bilan : O2 + 4Au + 4H+ --> 4Au+ + 2H2O
Et pour K2 on obtient la même expression avec [Au3+] a la place de [Au+] et les [Au] et [Au3+] a la puissance 4/3

[gts2]

Ce que vous avez obtenu n'est pas K1 la constante d'équilibre, mais Q1 le quotient de réaction, égal à K1 à l'équilibre.

Pour obtenir K1, deux solutions selon votre cours :

- écrire la réaction, calculer l'enthalpie libre standard de celle-ci à partir des potentiels standards et en déduire K
- se placer à l'équilibre (donc K=Q), et traduire l'équilibre en terme de potentiel des deux demi réactions, cela devrait vous donner Q et donc K.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Patzewiz]

Dans l'expression des constantes d'équilibre [H2O] n'intervient pas car c'est le solvant, [Au]=1 car c'est un solide et l'activité de l'oxygène s'exprime à partir de sa pression partielle pO2.