Devoir pile

[devoirelise]

Bonjour je dois réaliser 4 exercices sur la pile dont en voici un énoncer j aimerais un exemple de résolution pour cette exercice comme ça je sais faire les 3 autres suivants merci 

1) Soit la pile électrochimique suivante :
Pt(s) / Cr3+(aq) (2.10-4M), Cr2+(aq) (1.10-3M) // Pb2+(aq) (6,5.10-2M) / Pb (s)

et connaissant les potentiels normaux suivants:
Cr3+(aq) / Cr2+(aq) -0.42 V et Pb2+(aq) / Pb (s) -0.13 V

 

A) donnez la réaction spontanée en précisant l’oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort ;

b) faites le schéma de la pile et indiquez-y le sens spontané de circulation des électrons, la polarité des électrodes, l’anode et la cathode, la nature des solutions et des électrodes...;

c) calculez la constante d’équilibre de la réaction ;
d) calculez la force électromotrice de la pile dans les conditions initiales données ci-avant 

merci d avance pour cette résolution 

 

 

 

 

 

[Barbidoux]

1) Soit la pile électrochimique suivante : Pt(s) / Cr3+(aq) (2.10-4M), Cr2+(aq) (1.10-3M) // Pb2+(aq) (6,5.10-2M) / Pb (s) et connaissant les potentiels normaux suivants: Cr3+(aq) / Cr2+(aq) -0.42 V et Pb2+(aq) / Pb (s) -0.13 V  
A) donnez la réaction spontanée en précisant l’oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort ;
Remarque : les potentiel normaux  des couples ne s’expriment pas en volt mais en volt par par rapport à une électrode de référence. Je pense que le rédacteur du sujet à voulu écrire :
Valeurs des potentiels standard des couples redox  suivants: E°(Cr3+/Cr2+)=-0.42 V/ESH et E°(Pb^(2+)/Pb)= -0.13 V/ESH
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La réction spontanée est celle de l’oxydant du couple de potentiel le plus élevé sur le réducteur du couple de potentiel le plus faible donc Pb^(2+) va réagir avec Cr2^(+)
Equations électrochimiques correspondant aux couples  
Cr3+(aq)+e^(-)= Cr2+(aq)
Pb2+(aq)+2*e^(-) =Pb (s)
Réaction redox correspondante
Pb2+(aq)+2* Cr2+(aq)=Pb (s) +2*Cr3+(aq)
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b) faites le schéma de la pile et indiquez-y le sens spontané de circulation des électrons, la polarité des électrodes, l’anode et la cathode, la nature des solutions et des électrodes...;
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c) calculez la constante d’équilibre de la réaction ;
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 K=10^(-E°(Pb^(2+)-E°(Cr3+/Cr2+)/(p/2))=10^(E°(Pb^(2+)/Pb)+E°(Cr3+/Cr2+))/(p/2))=10^((0.11+0.43)/0.03)=1.10^(18)
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d) calculez la force électromotrice de la pile dans les conditions initiales données ci-avant 
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Potentiel des couples : relation de Nernst
E(Cr3+/Cr2+)=E°(Cr3+/Cr2+)+p*lg ({Cr3+}/{Cr^2+})
E(Pb^(2+)/Pb)=E°(Pb^(2+)/Pb)+p/2*lg {Pb2+}
où {} représentes les concentrations dés espèces en solution (nombre qui exprime la concentration dans l’unité mol/L)
où p=R*T*ln(10)F avec R constate des gaz parfaits, T la température en K et F le Faraday. Dans les conditions standard  p=0.06 V/ENH
f.e.m = E(Pb^(2+)/Pb)-E(Cr3+/Cr2+)=E°(Pb^(2+)/Pb)-E°(Cr3+/Cr2+)+(p/2)*lg {Pb2+}-(p)*lg ({Cr3+}/{Cr^2+})
f.e.m=E°(Pb^(2+)/Pb)-E°(Cr3+/Cr2+)+(p/2)*lg ({Pb2+}{Cr^2+}^2/{Cr3+}^2)
f.e.m=-0.11+0.42+0.03*lg((6*10^(-2))*(1*10^(-3))^2)/((2*10^(-4))^2)=0.315V
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[devoirelise]

Merci