pH d'une solution de HCl dans une pile

[Jordan Pire]

Bonjour,
J'ai quelque difficulté à résoudre cette exercice, est-ce que quelqu'un serait m'expliquer quelle méthode faut-il utiliser ?

Voici l’énoncé :



Sachant que le fem de cette pile vaut 0,624V à 25°C, quel est le pH de la solution de HCl ?
La bonne réponse est 3,4

Dans un premier temps, j'ai commencé par écrire les couples qui sont (Ag+/Ag et H+/H2) ensuite j'ai écrit leur demi-réaction pour avoir la réaction complète qui est 2 Ag+ + H2 --> 2 Ag(s) + 2H+ puis j'ai utilisé l'équation de Nernst ce qui me donnait 0,624 = 0,8 - (0,0592/2) x log (H+ ^2) mais je tombe qui concentration totalement aberrante... J'ai même songé à utiliser les produits de solubilité dans l'eau pour le AgCl mais alors dans ce cas là il me manquait la valeur de la concentration de Cl- . Je suis bloqué là

D'avance merci.
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[gts2]

Bonjour,

Vous êtes sûr qu'il y a pas d'autre information ?

[Jordan Pire]

Bonjour,
Oui je suis sûr qu'il n'y a pas d'autre information.

[gts2]

Alors il y a peut-être une information sous-entendue : les deux solutions de HCl sont identiques et cela donne bien pH=3,4.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jordan Pire]

J'ai pas saisi comment vous avez fait du coup ?

[gts2]

Cela veut dire que (H+) à droite (liée à la valeur du pH) est égale à (Cl-) à gauche (liée au potentiel de l'électrode d'argent)

[Jordan Pire]

Je vais être honnête avec vous, je ne vois vraiment pas quel calcul vous avez fait pour arriver sur la bonne réponse. J'ai essayé de refaire l'exercice plusieurs fois mais je ne trouve vraiment pas la bonne réponse, j'en ai même discuter avec des amis et même eux ne voyaient pas comment faire... Si vous savez m’écrire les calculs que vous avez fait, vous serez d'une grande gentillesse !

[gts2]

Vous calculez les deux potentiels : E2=0-0,06 pH et E1=E(Ag/AgCl)-0,06 log(Cl-)
(Cl-)=(H+) donc log(Cl-)=-pH
V=E1-E2=...

[Jordan Pire]

Je vous suit sur Ec ou E1 mais j'ai plusieurs question qui me vienne pour Ea/E2. Je ne comprends pas pourquoi vous ne divisez pas 0,0592 par 2 vu que 2 électrons sont échangés lors de la réaction pour le couple H+/H2 et je ne comprends pas non plus vous ne mettez pas l'ion H+ au carré vu que dans la réaction il y a 2H+.

Si je suis vos calculs, je tombe sur une concentration en Cl- de 30,65395 mol/L...

Vous êtes sûr que je ne dois pas utiliser le KPS de AgCl en considérant qu'à l'anode, la concentration en Ag+ est fixée par le KPS et par la même occasion, considérer la concentration en Cl- à 1 mol/L à l'état standard ?

[gts2]

Je ne comprends pas pourquoi vous ne divisez pas 0,0592 par 2 vu que 2 électrons sont échangés lors de la réaction pour le couple H+/H2 et je ne comprends pas non plus vous ne mettez pas l'ion H+ au carré vu que dans la réaction il y a 2H+.

D'après vous c'est 0,06/2 log(H+)2 ; d'après moi 0,06 log(H+) ; cela ne serait pas la même chose par hasard ?

concentration en Cl- de 30,65395 mol/L.

ce qui fait beaucoup ... comment en êtes-vous arrivé à cette valeur, (pour moi cela donne 0,4 mmol/L)

Vous êtes sûr que je ne dois pas utiliser le Ks de AgCl

Le Ks de AgCl est contenu dans la transformation E0(Ag/Ag+) vers E0(Ag/AgCl)

considérer la concentration en Cl- à 1 mol/L à l'état standard

Le HCl de droite n' aucune raison de se trouver à l'état standard (ou cela fait partie des informations non fournies et ne conduit pas à pH=3,4)

[Jordan Pire]

D'accord, je vous suis entièrement maintenant ! Je suis enfin tombé sur la bonne réponse !!

Je vous remercie pour avoir pris le temps de répondre à mes questions !!