Oxydo-Réduction
Publié : 26 févr. 2013 16:52
Bonjour,
Je viens faire appel à vous pour un exercice d'oxydo-réduction qui me pose quelques soucis
Il s'agit de l'accumulateur au plomb !
- Demi-pile 1 : Dioxyde de plomb solide PbO2 et sulfate de plomb solide PbSO4 déposés sur une grille de plomb Pb plongeant dans une solution d'acide sulfurique de concentration c= 4mol.L-1
- Demi-pile 2 : Plomb Pb au contact de sulfate de plomb (II) solide PbSO4 et de la solution d'acide sulfurique précédente.
Les 2 compartiments ne sont pas séparés !
Ks = 1.58x10^-8 = produit de solubilité de PbSO4
On me demande de déterminer la concentration en ions Pb2+ dans la solution d'acide sulfurique de concentration c égale à 4mol.L-1 en présence de sulfate de plomb II solide. Voilà ce que j'ai écrit : la solution est saturée et PbSO4 = Pb2+ + SO42- donc K = [Pb2+][SO42-]= Ks ; [Pb2+] = Ks/c = 3.95x10^-9 mol.L-1.
Cette quantité étant très petite, on en déduit que le sulfate de plomb II est quasi insoluble dans la solution d'acide sulfurique.
Ensuite, on me demande d'étudier la demi pile 1 mettant en jeu le couple PbO2/PbSO4 et d'écrire l'équation de la demi-réaction puis d'exprimer littéralement le potentiel E1 de cette électrode en fonction du potentiel standard (donné) et de la concentration c en acide sulfurique.
=> J'ai écrit PbO2 + SO42- + 4H3O+ + 2e- = PbSO4 + 6H2O
(la réaction va de PbO2 vers PbSO4 car PbSO4 n'est pas soluble dans la solution, est-ce juste ?)
puis E1 = E0 PbO2/PbSO4 + 0,03 log [SO42-] [H3O+]^4
avec [H3O+] = 2c, non ? (On me dit que la concentration de l'acide sulfurique est c et qu'il s'écrit 2H3O+ + SO42-..). Ce résultat me semble à la fois correct mais à la fois faux car l'application numérique donne une valeur bien trop élevée...
Dans la suite, je dois étudier la demi-pile 2, écrire la demi-réaction entre PbSO4 et Pb :
Pb+SO42- = PbSO4 + 2e-
Puis exprimer de façon littérale le potentiel standard PbSO4 / Pb en fonction du potentiel standard Pb+2/Pb et de Ks, et je ne vois pas trop comment faire..
L'exercice est loin d'être fini, mais je pense que pour l'instant, vous demander ça est suffisant !
Merci d'avance !
Je viens faire appel à vous pour un exercice d'oxydo-réduction qui me pose quelques soucis
Il s'agit de l'accumulateur au plomb !
- Demi-pile 1 : Dioxyde de plomb solide PbO2 et sulfate de plomb solide PbSO4 déposés sur une grille de plomb Pb plongeant dans une solution d'acide sulfurique de concentration c= 4mol.L-1
- Demi-pile 2 : Plomb Pb au contact de sulfate de plomb (II) solide PbSO4 et de la solution d'acide sulfurique précédente.
Les 2 compartiments ne sont pas séparés !
Ks = 1.58x10^-8 = produit de solubilité de PbSO4
On me demande de déterminer la concentration en ions Pb2+ dans la solution d'acide sulfurique de concentration c égale à 4mol.L-1 en présence de sulfate de plomb II solide. Voilà ce que j'ai écrit : la solution est saturée et PbSO4 = Pb2+ + SO42- donc K = [Pb2+][SO42-]= Ks ; [Pb2+] = Ks/c = 3.95x10^-9 mol.L-1.
Cette quantité étant très petite, on en déduit que le sulfate de plomb II est quasi insoluble dans la solution d'acide sulfurique.
Ensuite, on me demande d'étudier la demi pile 1 mettant en jeu le couple PbO2/PbSO4 et d'écrire l'équation de la demi-réaction puis d'exprimer littéralement le potentiel E1 de cette électrode en fonction du potentiel standard (donné) et de la concentration c en acide sulfurique.
=> J'ai écrit PbO2 + SO42- + 4H3O+ + 2e- = PbSO4 + 6H2O
(la réaction va de PbO2 vers PbSO4 car PbSO4 n'est pas soluble dans la solution, est-ce juste ?)
puis E1 = E0 PbO2/PbSO4 + 0,03 log [SO42-] [H3O+]^4
avec [H3O+] = 2c, non ? (On me dit que la concentration de l'acide sulfurique est c et qu'il s'écrit 2H3O+ + SO42-..). Ce résultat me semble à la fois correct mais à la fois faux car l'application numérique donne une valeur bien trop élevée...
Dans la suite, je dois étudier la demi-pile 2, écrire la demi-réaction entre PbSO4 et Pb :
Pb+SO42- = PbSO4 + 2e-
Puis exprimer de façon littérale le potentiel standard PbSO4 / Pb en fonction du potentiel standard Pb+2/Pb et de Ks, et je ne vois pas trop comment faire..
L'exercice est loin d'être fini, mais je pense que pour l'instant, vous demander ça est suffisant !
Merci d'avance !