28/11/18 Chimie TSI2, Lycée Jules Ferry

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28/11/18 Chimie TSI2, Lycée Jules Ferry Nom :

Interrogation de cours On donne le diagramme E-pH du fer superposé à celui de l’eau.

1) Retrouver les valeurs des pentes du diagramme E-pH de l’eau.

2) Que peut-on dire de la stabilité du fer dans l’eau ?

3) Retrouver la valeur du produit de solubilité de Fe OH( )_{2( )}_s . 4) Retrouver la valeur du potentiel standard du couple

3 / 2

Fe⁺ Fe⁺.

On suppose que les pressions partielles des gaz sont prises égales à 1 bar et que la concentration chaque forme en solution dans son domaine de prédominance est égale à une même concentration de tracé c0 :

3 2 1 1

0 1,0.10 .

c =Fe ⁺  = Fe ⁺= ⁻ mol L⁻

1)

2( )

3 2( ) 2 2( ) 1 10 1

2

1 1

0,06log

2 2

g

g g

H

H O e H H O soit H e H E E H

P

+

++ − = + ++ −=  = +  

SiP H

( )

2 =P⁰=1bar, on a alors : E₁=E₁⁰+0,06logH⁺=E₁⁰−0,06pH = −0 0,06pH

2( )

0 2

2( ) 2 2 2

1 0,06

2 2 log

2O ^g + e⁻+ H⁺ =H O  E =E + 2 P^O ^g H⁺

Si ^{P O}

( )

₂ ⁼^P⁰⁼¹^bar, on a alors : E₂ =E₂⁰+0,06logH⁺=E₂⁰−0,06pH =1,23 0,06− pH Donc pentes de -0,06.

2) Le domaine du fer se trouve à l’extérieur du domaine de stabilité de l’eau : le fer est donc attaqué (corrosion).

3) Fe²⁺+2HO⁻=Fe OH( )_{2( )}_s Le précipité apparaît pour :

2 2

2 15

0 2^e log 0 2 2 15 10

s s e s

K Fe HO c K pK c pK pH K

h

+ − −

   

=    =  = − + − =  =

4) Si pH ≤ 1,67 :

3

3 2 0 0

1 0,06log Fe2 0,77 1 0,77

Fe e Fe E E V E V

Fe

+

+ − +

+

 

 

+ = = + =  =

 

 

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