DM de chimie des sols Licence biologie

[C0r3n71n]

Bonjour à tous,
Je suis actuellement bloqué sur un DM de chimie des sols et plus précisément sur deux questions concernant l’oxydo-reduction, la dismutation le calcul de composition et de potentiel a l’équilibre.
Voici les questions :
1) A pH=5 la dismutation de l’acide hyponitreux H2N2O2 est-elle totale ?

2) Calculez la composition et le potentiel à l’équilibre d’une solution d’acide hyponitreux à 0,1 mol.L-1 dont le pH est maintenu à 5 (le pH n’est pas modifié lors de la réaction)

Données:
H2N2O2/N2 E0= 2,65 V
HNO2/H2N2O2 E0=0,86V

Si vous pouvez m’éclairer ça serait top ! Merci beaucoup 😁
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[gts2]

Bonjour,

Pour le 1) vous devez avoir une règle sur les couples redox pour savoir si la réaction est totale, il suffit de l'appliquer le fait que l'oxydant et le réducteur soit la même espèce ne change rien au problème.

Pour le 2) quel règle utilisez-vous pour traduire un équilibre redox ?

[C0r3n71n]

Pour commencer merci de votre réponse !
Pour la règle de la 1, on pensait simplement calculer deltaE et si >0,2 dire que c’est une réaction totale mais cela nous paraît trop simple pour être juste cela….
Pour la 2 la règle est certainement l’utilisation de l’équation de Nerst ? Cependant dans le calcul on ne connaît pas la valeur de la concentration de H2N2O2 à l’équilibre..
Mercii

[gts2]

Pour la règle de la 1, on pensait simplement calculer deltaE et si >0,2 dire que c’est une réaction totale mais cela nous paraît trop simple pour être juste cela.

C'est à cela que je pensais.

Pour la 2 la règle est certainement l’utilisation de l’équation de Nernst ? Cependant dans le calcul on ne connaît pas la valeur de la concentration de H2N2O2 à l’équilibre.

Il faut bien utiliser l'équation de Nernst, mais vous avez deux couples et à l'équilibre, on peut écrire ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[C0r3n71n]

Si je me trompe pas l’équation de Nernst est : E=E0+0,06/ne*log(ox/red) ? Sachant que les deux potentiels sont égaux à l’équilibre ?
Oui on peut écrire

[gts2]

Sachant que les deux potentiels sont égaux à l’équilibre ?

C'est bien cela : l'égalité des potentiels va vous conduire à une équation du type K=Q.

[C0r3n71n]

En effet avec K la concentration de H2N2O2 du premier couple et Q la concentration de H2N2O2 du deuxième couple ?

[gts2]

Non K=Q avec K constante faisant apparaitre la différence de potentiel normal et Q le quotient de la réaction de dismutation.

[C0r3n71n]

Ah oui d’accord… mais alors comment calculez vous la composition à l’équilibre ainsi que le potentiel à l’équilibre je ne comprends pas…

[gts2]

On écrit l'équation de dismutation (cohérente avec le Q trouvé), on écrit le tableau d'avancement qui fait intervenir une inconnue l'avancement, on reporte dans K=Q ; une équation, une inconnue ...

On peut simplifier l'équation en tenant compte de réaction quasi totale et on peut alors tout calculer.

[C0r3n71n]

J’ai continué comme vous me l’avez dit cependant j’obtiens un K bien trop grand pour continuer mon exercice… j’obtiens K=10^120 ce qui ne me permet pas de poursuivre

[Opabinia]

Bonjour,

... cependant j’obtiens un K bien trop grand pour continuer mon exercice… j’obtiens K=10^120 ce qui ne me permet pas de poursuivre

Ce n'est pas un obstacle insurmontable, et son expression comme sa valeur numérique dépendent des coefficients de l'équation d'oxydo-réduction qui lui est associée; il faut donc écrire cette équation.

Réaction 1: H₂N₂O₂ + 2 H⁺ + 2 e^- ----> N_2(g) + 2 H₂O
Réaction 2: H₂N₂O₂ + 2 H₂O ----> 2 HNO2 + 4 H⁺ + 4 e^-

D'où l'équation-bilan de la dismutation, et l'expression de la constante d'équilibre, que l'on trouve par ailleurs à partir des potentiels.

[gts2]

J’obtiens K=10^120 ce qui ne me permet pas de poursuivre

Cela ne pose pas de problème si vous tenez compte de "On peut simplifier l'équation en tenant compte de réaction quasi totale" : on obtient alors qqch du genre (aux erreur de calcul près) x^3=A, qui se résout facilement.