Exercice oxydo-reduction

[Amdne]

Bonjour, je peine à faire 3 exercices et j'aurais besoin d'aide.

Merci

 

[Barbidoux]

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Exercice 1

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1.1—————

Couple redox Zn^(2+)/Zn

Equation électronique (électrochimique) correspondante 

Zn^(2+)(aq)+2*e^(-) =Zn(s)

E(Zn^(2+)/Zn)=E°(Zn^(2+)/Zn)+(p/2)*lg {Zn^(2+)}

avec p=2.3*RT/F≈ 0.06 V à 25°C et { X }=concentration adimentionnelle de l’espèce X (nombre qui exprime la concentration de X en mol/L)

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Couple redox Ag^(+)/Ag

Equation électronique (électrochimique) correspondante 

Ag^(+)(aq)+e^(-) =Ag(s)

E(Ag^(+)/Ag)=E°(Ag^(+)/Ag)+(p)*lg {Ag^(+)}

1.2—————

Par définition le pôle (+) d’un générateur électrochimique correspond à l’électrode de tension la plus élevée au repos. Ici l’électrode d’argent  est le pole (+) du générateur dont la fem vaut

 U=E(Ag^(+)/Ag)-E(Zn^(2+)/Zn)=E°(Ag^(+)/Ag)-E°(Zn^(2+)/Zn)+(p)*lg {Ag^(+)}-(p/2)*lg {Zn^(2+)}

U=E°(Ag^(+)/Ag)-E°(Zn^(2+)/Zn)+(p/2)*lg {Ag^(+)}^2/{Zn^(2+)}=0.8-(-0.76)=1,56 V

1.3—————

Lorsque ce générateur fonctionne en générateur (pile débitant dans un récepteur)cela correspond à la réaction :

2*Ag^(+)+Zn(s)=2*Ag(s)+Zn^(+)

Le pôle (+) de la pile fonctionne en cathode, il s’y produit une réduction (Ag^(+) -> Ag), le pôle (-) en anode il s’y produit une oxydation (Zn->Zn^(2+)). Augmentation de la concentration en ion Zn^(2+) dans le compartiment de l’électrode de Zinc et diminution de la concentration de l’ion Ag^(+) dans le compartiment de l’électrode d’argent.

 

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Exercice 2

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1.—————

électrode en platine

Couple redox MnO4^(-)/Mn^(2+)

Equation électronique (électrochimique) correspondante 

MnO4^(-)(aq)+8*H^(+)+5*e^(-) =Mn^(2+)(aq)+4*H2O

E(MnO4^(-)/Mn^(2+))=E°(MnO4^(-)/Mn^(2+))+(p/5)*lg ({MnO4^(-)}*{H^(+)}^8)/{Mn^(2+)}

2.1—————

 

2.2—————

Electrode en fer 

Couple redox Fe(II)/Zn

Equation électronique (électrochimique) correspondante 

Fe(II)(aq)+2*e^(-) =Fe(s)

E(Fe(II)/Zn)=E°(Fe(II)/Fe)+(p/2)*lg {Fe(II)}

 

Réaction

2*MnO4^(-)(aq)+16*H^(+)+5*Fe(s)=5*Fe^(2+)+2*Mn^(2+)(aq)+8*H2O

U=E(MnO4^(-)/Mn^(2+))-E(Fe(II)/Zn)+(p/5)*lg ({MnO4^(-)}*{H^(+)}^8)/{Mn^(2+)}-(p/2)*lg {Fe(II)}

U=E(MnO4^(-)/Mn^(2+))-E(Fe(II)/Zn)+(p/10)*lg ({MnO4^(-)}^2*{H^(+)}^16)/({Mn^(2+)}^2*{Fe(II)}^5)

2.3—————

1.69=1.5-0.77+(0.006)*lg (0.1^2*(10^-3)^16)/({Fe(II)}^5)

1.69=1.94-50*0.03-lg {Fe(II)}  ==> {Fe(II)}=10^( 10^((1.94 - 50*0.006 - 1.69)/0.03)=0.021 mol/L

 

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Exercice 3

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1—————

 

2—————

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Couple redox Ag^(+)/Ag

Equation électronique (électrochimique) correspondante 

Ag^(+)(aq)+e^(-) =Ag(s)

E(Ag^(+)/Ag)=E°(Ag^(+)/Ag)+(p)*lg {Ag^(+)}

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Couple redox Cr2O7^(2-)/Cr(3+)

Equation électronique (électrochimique) correspondante 

Cr2O7^(2-)(aq)+14*H^(+)(aq)+6*e^(-)=2*Cr(3+)+7*H2O

E(Cr2O7^(2-)/Cr^(3+))=E°(Cr2O7^(2-)/Cr^(3+))+(p/6)*lg ({Cr2O7^(2-)}*{H^(+)}^(14)/{*Cr(3+)}^2)

3—————

Par définition le pôle (+) d’un générateur électrochimique correspond à l’électrode de tension la plus élevée au repos. Ici l’électrode de platine est le pole (+) du générateur

4—————

U=E(Cr2O7^(2-)/Cr^(3+))-E(Ag^(+)/Ag)=E°(Cr2O7^(2-)/Cr^(3+))-E°(Ag^(+)/Ag)+(p/6)*lg ({Cr2O7^(2-)}*{H^(+)}^(14)/{*Cr(3+)}^2)+(p)*lg {Ag^(+)}

U=E°(Cr2O7^(2-)/Cr^(3+))-E°(Ag^(+)/Ag)+(p/6)*lg ({Cr2O7^(2-)}*{H^(+)}^(14)/{*Cr(3+)}^2 *{Ag^(+)}^6)

U=1.23-0.8+(0.06/6) lg(10^(-3)/((5*10^(-1))^2*(10^(-3))^6)=0.586 V

5—————

Réaction 

Cr2O7^(2-)(aq)+14*H^(+)(aq)+6*Ag =2*Cr(3+)+6*Ag^(+)(aq)+7*H2O

Réaction totale, U>0.3 V, réactif limitant le dichromate de potassium