Evaluation

ExerciceI

ExerciceII

Les corrigés

On considère la pile symbolisée par :

Cu /Cu ²⁺ (1molL^-1) // Fe²⁺(1molL^-1) / Fe
1- Ecrire l’équation de la réaction chimique associée à cette pile.
2- La mesure de la force électromotrice (f.é.m) donne E= - 0,78 V
a- Faire un schéma de la pile sur lequel on précisera le sens du courant électrique et celui du mouvement des électrons dans le circuit extérieur
b- Calculer la constante d’équilibre K relative à l’équation de la réaction chimique associée à cette pile.
Comparer les couples redox Cu²⁺ /Cu et Fe ²⁺ /Fe
c- Ecrire l’équation de la réaction chimique spontanée lorsque la pile débite dans un circuit extérieur
d-Calculer les concentrations atteintes par Cu ²⁺ et Fe ²⁺ lorsque la pile ne peut plus débiter du courant électrique .
On supposera que les volumes des solutions de droite et de gauche restent constants et égaux.

On considère les couples rédox suivants:

Couple (1): Pb²⁺/Pb         E° _Pb2+/Pb = -0,13 V

Couple (2): M₁²⁺/M₁          

Couple (3): M₂²⁺/M₂                M₁ et M₂  sont deux métaux inconnus.

1°) A l’aide des couples (1) et (2) on réalise la pile P₁ dont l’expression de sa fém. E₁ est donnée par la relation E₁ = E°₁ - 0,03 log [Pb²⁺]/[ M₁²⁺]

a) Donner l’équation chimique associée à la pile P₁. En déduire son symbole.

b) La f.é.m. de cette pile vaut 0,05 V quand [Pb²⁺] = 10 ^-2 mol.L^-1 et [ M₁²⁺] = 1mol.L^-1

Calculer la valeur du potentiel normal du couple M₁²⁺/M₁  et celle de la constante d’équilibre relative à la réaction spontanée.

c) Après une durée , la fém. de cette pile prend la valeur E’₁ = 0,035V.

Calculer les concentrations molaires [Pb²⁺] et [ M₁²⁺] à cet instant.

On suppose que les solutions, dans les compartiments de gauche et de droite, ont le même volume.

2°) On réalise maintenant la pile P₂ symbolisée par:

M₁ / M₁²⁺ (1mol.L^-1) // M₂²⁺ (1mol.L^-1) /M₂

a) Sachant qu’une lame du métal M₂ n’est pas attaqué par une solution d’acide chlorhydrique. Schématiser la pile P₂ et préciser ses pôles.

b) La pile P₂ cesse de débiter un courant quand [ M₁²⁺] / [ M₂²⁺] = 10¹⁶  Calculer sa f.é.m . initiale.

1) On réalise la pile P₁ :

Pt /H₂ (1atm), H⁺ (1mol L^-1 )//Pb²⁺ (1mol L^-1) /Pb.

La f.é.m normale de cette pile est égale à -0,13V.

a) Faire un schéma avec toutes les précisions nécessaires de la pile P₁ .

b) préciser le sens du courant dans le circuit extérieur et écrire l’équation de la réaction spontanée.

c) Le pont salin est une solution saturée de K⁺  + NO₃^- . Quel est son rôle.

d) Déterminer le potentiel normal E° _Pb2+/Pb.

2) On réalise la pile P₂ en associant les deux couples Ox/red suivants :

Pb²⁺/Pb à droite et Co²⁺/Co à gauche. On donne E° _Co2+/Co= -0,28V.

a) Donner le symbole de la pile P₂ et écrire l’équation de la réaction associée à cette pile.

b) Déterminer la f.é.m normale de la pile P₂ et la constante d’équilibre de la réaction associée à cette pile.

c) Les concentrations initiales de Pb²⁺ et Co²⁺ sont C₁=5.10^-2 mol L^-1 et C_2.

Calculer C₂ si la f.é.m est égale à E= 0,111V.

d) Déterminer les concentrations de Pb²⁺ et Co²⁺ lorsque la pile cesse de débiter un courant.
On suppose que le solution, dans les compartiments de gauche et de droite, ont le même volume. v=100mL. Calculer la variation de la masse de l’électrode de Pb. Sachant que la masse molaire de Pb = 207 g.mol^-1 .

^{On réalise la pile électrochimique suivante : Co/ Co2+ (C1) // Ni2+ (C2) / Ni .}

^{1°) Faire le schéma de la pile, écrire l’équation de la réaction associée et donner l’expression de la}

 ^{f.é.m initiale E}_i ^{en fonction de la f.é.m normale E° et du rapport C1/C2}

^{2°) On laisse la pile  débiter du courant dans un circuit extérieur .}

^{La courbe ci-dessous représente la variation de la f.e.m E de la pile en fonction de log} π

^(avec π ^{la fonction des concentrations de la réaction associée à la pile).}

^{a-Montrer que la constante d’équilibre K de la réaction associée est égale à 100}

^{b-En déduire la f.é.m normale E° de  la pile .}

^{Comparer les pouvoirs réducteurs du cobalt et du nickel.}

^{c-Calculer la f.é.m initiale E de la pile .}

^{3°) Après une durée, la f.é.m s’annule et la concentration molaire en Co2+devient C'₁=0,49 mol.L-1} 

^{a-Quelle est alors la concentration molaire C’}₂ ^{de Ni2+ ?}

^{b-Calculer les concentrations initiale C}₁ ^{et C}₂ ^{sachant que les deux solutions ont le même volume.}