Chimie

[Mathilda30]

Bonjour,

voilà j'ai quelques soucis avec mes exos en chimie notamment les exos 3 et 4 sur lesquels je bloque

pouvez-vous me venir en aide svp ?

Merciiii

[Barbidoux]

La pile fonctionne en générateur . Le pôle positif est cathode : réduction de O2 selon :

(1/2)O₂+2*H⁺+2*e-->H₂O

Le pôle négatif est anode : oxydation du dihydrogène selon :

H2(g) +2*e --> 2*H⁺)aq

On suppose que le électrodes positive et négative au repos sont en équilibre avec l'électrolyte avec lesquels elles sont en contact

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Potentiel thermodynamique de l'électrode positive

E(+)=E°(O₂/H₂O)+ (p/2) lg( f_O2)^1/2*(a_H^(+))^2

où p =R*T*ln(10)/F avec R constante des gaz parfait, T la température en K et F le Faraday 96500 C/mol, p vaut 0,0596 V à 25°C. a(H^(+) est l'activité des ions H^(+) assimilable à la concentration addimensionnelle de cet ion dans le solutions diluées et f(O2) la fugacité du dihydrogène assimilable à sa pression partielle adimensionnelle dans le cas ou on considère son comportement est assimilable à celui d'un gaz parfait.

Potentiel thermodynamique de l'électrode négative

E(-)=E°(H⁺/H₂)+ (p/2) lg (f_H2) où f _H2 la fugacité du dihydrogène assimilable à sa pression partielle adimensionnelle dans le cas ou on considère son comportement est assimilable à celui d'un gaz parfait.

E(-)=E°(H⁺/H₂)+ (p/2) lg ({H⁺}²/{P_H2})

La fem de la pile à pour expression :

∆E=E(+)-E(-)= E(+)=E°(O₂/H₂O)+ (p/2)lg {P_O2}^1/2*{H⁺}²-E°(H⁺/H₂)+ (p/2) lg ({H⁺}²/{P(_H2})

∆E=E(+)-E(-)= E(+)=E°(O₂/H₂O)-E°(H^⁺/H2)+ (p/2)lg {P_O2}^1/2*{P_H2})

∆E=1,23 V

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EXO 4

1-----------------

2*Hg²⁺+2*e--> Hg₂²⁺

2----------------

E°(O2/H2O)>E°(Hg₂²⁺(+)/Hg²⁺) ==>

la réaction

Hg₂²⁺+(1/2)O2-> H2O+ 2*Hg²⁺

se déroule spontanément

3-----------------

E°(Hg₂²⁺/Hg<E°(Hg²⁺/Hg₂²⁺) ==>

la réaction

Hg+Hg²⁺--> Hg₂²⁺

se déroule spontanément

4------------------

0,1-0,01=0,09 mol/L

Equillibre

...........Hg......+.....Hg²⁺-->Hg₂²⁺

teq.....excès ........(a-x)..............(b+x)

avec a= 0,02 et b=0,09

égalité des potentiels thermodynamiques des couples Hg₂²⁺/Hg et Hg²⁺(+)/Hg₂²⁺

==> E=E°(Hg²⁺/Hg)=E°(Hg²⁺/Hg₂²⁺)+(p/2)lg{Hg²⁺}/{Hg₂²⁺}

2*(E°(Hg₂²⁺/Hg)-E°(Hg²⁺/Hg₂²⁺)/p=lg((a-x)/(b+x))

10^(2*∆E°/p)=(a-x)/b+x)

10^(2*(0.8 - 0.91)/0.0596) =(0.02 - x)/(0.09 + x) ==> x=0,02 mol/L

La concentration de l'ion Hg₂²⁺ vaut 0.11 mol/L et il n'y a plus d'ion Hg²⁺ en solution

A vérifier......