Matériaux 2 :
Obtention d’un métal par hydrométallurgie 1 : diagrammes potentiel-pH
Quelques réponses
1 : Réponse d car 2[I2] + [I-] = C0 et à la frontière 2[I2] = [I-].
2 : K° = ))
= 1014,7 : indépendant du pH car c’est une constante d’équilibre : ne dépend donc que de T.
3 : Faux : les diagrammes E-pH sont de nature exclusivement thermodynamique. Ils ne fournissent aucune info cinétique. Une réaction très favorable peut s’avérer bloquée sur le plan cinétique.
4 : Faux cela dépend de la convention choisie pour le tracé. EH+/H2 = E° H+/H2 - 0,03 log (PH2/P°)
5 : E° = ¼ (5 E1° - E2°) = 1,74 V.
6 : Voir cours
7 : Al(OH)3(s) est un amphotère. La frontière entre Al(OH)3(s) et Al(OH)4-(aq) se trouve à partir de la constante de la réaction de passage de l’un à l’autre : Al(OH)3(s) + HO-(aq) = Al(OH)4-
(aq) avec K° = Ksβ4 avec [Al(OH)4-
(aq)] = C0 à la frontière car le complexe est la seule espèce dissoute.
8 : 1) Plus p(phen) grand, moins il y a de phen. Plus E est élevé, plus le NO du fer est grand. Donc A : Fe(phen)y3+
, B : Fe3+, C : Fe(phen)x2+
, D : Fe2+.
2) x = y = 3. Frontière d : NO du fer change entre B et C, donc c’est un couple redox → relation de Nernst (après avoir écrit la demi-équation électronique) : E = E° - 0,06y.p(phen).
Frontière A/C horizontale pour le couple redox Fe(phen)y3+/Fe(phen)x2+ : E = E° + 0,06(x-y)p(phen). Pente nulle donc y = x.
3) Frontières verticales AB et CD associées à une équation (non redox) du type Fen+ + 3 phen = Fe(phen)3n+
de constante β3. A la frontière, p(phen) = 1/3 log(β3) (écrire les relations de Guldberg et Waage puis la convention de frontière). On en déduit que β3 (Fe(phen)33+) < β3(Fe(phen)32+).
9 : 1) A : HClO ; B : Cl2 ; C : Cl- ; D : ClO-.
2) Ecrire les équations des frontières 1 et 2, puis regarder la valeur en pH = 0 : E°AB = 1,59 V et E°BC = 1,39 V.
Pour E°AC = 1,49 V : écrire les demi-équations électroniques des trois couples AB, AC et BC et trouver une combinaison linéaire pour utiliser la loi de Hess et Δ½G° = - nFE°.
3) Pente : - 0,03 V/unité de pH.
4) Cl2 + H2O = Cl- + H+ + HClO : log K° = → K° = 4,6.10-4.
5) En acidifiant l’eau de Javel, ClO- se transforme en HClO. Or à pH acides, HClO et Cl- ont des domaines disjoints : ils réagissent ensemble pour former Cl2, gaz toxique.
