Correction TP chimie : diagramme E-pH du fer

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Texte intégral

(1)

PT Champagne/seine 2013

Diagramme potentiel pH du Fer

Avril 2014

Diagramme potentiel pH du Fer

Les ´equations suivantes nous serviront par la suite

F e3`paqq` e´ “ F e2`paqq E10 “ 0, 77 V (1) F e3`paqq` SO4paqq2´ “ F eSO`4paqq β3“ 104,1 (2)

F e2`paqq` SO4paqq2´ “ F eSO4paqq β2“ 102.6 (3)

F epOHq3psq “ F e3`paqq` 3 OHpaqq´ Ks3 “ 10´39 (4)

F epOHq2psq “ F e2`paqq` 2 OHpaqq´ Ks2“ 10´15.1 (5)

I

Fronti`

ere F eSO

`

4

{F eSO

4

R´eaction La r´eaction qui se produit en l’absence de pr´ecipit´e est H3Opaqq` ` OHpaqq´ “ H2Ol

´

Equation du couple F eSO`

4 {F eSO4

F eSO` 4paqq` e

´

“ F eSO4paqq (6)

le coefficient directeur de la droite U1 “ f ppHq est donc nul puisque les ions H3Opaqq` n’interviennent

pas dans l’´equation (r´eaction d’oxydo r´eduction ”pure”).

Expression de U1 Le potentiel d’´electrode est donn´e par la loi de Nernst

E6 “ E60` 0, 06 1 log ˜ rF eSO4paqq` s rF eSO4paqqs ¸

A la fronti`ere, rF eSO`

4paqqs “ rF eSO4paqqs donc

E6 “ E60

Hors, p6q “ p3q ´ p2q ` p1q donc ∆rG06“ ∆rG03´ ∆rG02` ∆rG01 soit

´F E60“ ´RT ln β2` RT ln β3´ F E01 et donc E60 “ E10`RT F ln β2 β3 “ 0, 77 ` 0, 06 log10 2.6 104,1 “ 0.68 V

II

Fronti`

ere F epOHq

3

{F eSO

4 R´eaction

F eSO4paqq` ` 3 OHpaqq´ “ F epOHq3psq` SO2´4paqq

(2)

PT Champagne/seine 2013

Diagramme potentiel pH du Fer

Avril 2014

´

Equation du couple F epOHq3{F eSO4

F epOHq3psq` SO4paqq2´ ` 3 H3Opaqq` ` e´ “ F eSO4` 6 H2Oplq

Il y a 3 ions H3Opaqq` ´echang´es pour chaque ´electron, la pente doit donc ˆetre de ´0, 18. Comme vu en

cours, on ne vas pas se compliquer plus la tˆache `a calculer les ordonn´ees `a l’origine des droites. On doit retrouver une valeur approch´ee du produit de solubilit´e.

III

Fronti`

ere F epOHq

3

{F eSO

4 R´eaction

F eSO4paqq` 2 OHpaqq´ “ F epOHq2psq` SO2´4paqq

´

Equation du couple F epOHq3{F epOHq2 On l’´ecrit en ”milieu acide” mˆeme si on est en milieu basique

pour faire apparaitre les ions H3Opaqq`

F epOHq3psq` H3O`paqq` e´ “ F epOHq2psq` 2 H2Oplq

Il y a 1 ion H3O`paqq ´echang´e pour chaque ´electron, la pente doit donc ˆetre de ´0, 06. On doit retrouver

une valeur approch´ee du produit de solubilit´e.

Figure

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Références

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