Oxydo-Réduction

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Ren

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Oxydo-Réduction

Message par Ren » 26 févr. 2013 16:52

Bonjour,

Je viens faire appel à vous pour un exercice d'oxydo-réduction qui me pose quelques soucis :P
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 ! :)

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Re: Oxydo-Réduction

Message par Niicooo » 19 juil. 2016 15:02

Bonjour,
Malheureusement je suis dans le même problème que toi, j'ai le même exercice à faire et à ce que personne n'a répondu à ton message...
Te rappelles-tu si tes premières pistes que tu as noté dans ton message étaient bonnes?

Merci.

Yoz

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Re: Oxydo-Réduction

Message par Yoz » 19 juil. 2016 17:10

Quelques remarques sur les éléments proposés par Ren (même si c'est vieux...) :

- Il n'y a pas lieu de chercher le sens dans le quel se fait une demi équation redox quand on cherche le potentiel d'équilibre : il faut toujours mettre "le côté oxydant en haut". Le sens d'évolution dépend de si on s'intéresse à la charge ou la décharge de l'accumulateur.
- Tes expressions pour les potentiels me paraissent douteuses, parce que t'as quand même [H+]=8 mol.L-1, ce n'est pas hyper dilué ! Après ce ne serait pas le premier exo que je vois qui passe outre ce problème sans se poser de question.

Enfin, pour la dernière question, le plus simple est d'écrire l'additivité de l'affinité chimique. Si tu es en sup et que tu n'as pas vu la notion d'affinité chimique, repars de la loi de Nernst pour PbSO4/Pb et Pb2+/Pb : le potentiel d'équilibre étant unique, tu as égalité des deux expressions et tu peux faire apparaître Ks.
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