Les corrigés

ExerciceI

ExerciceII

ExerciceIII

ExerciceIV

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Corrigé de l'exercice I

 1/Equation chimique associée: Cu +Fe ²⁺ Cu²⁺  + Fe

2/a-E=V_Fe -V_Cu < 0     => V_Fe<V_Cu     => Fe;la borne(-)           Cu :la borne(+)

Constante d'équilibre K =10 ^E°/0,03 = 10 ^-26  <1

π>K

Fe est plus reducteur que Cu

Cu2+ est plus oxydant que Fe2+

c-L'équation chimique spontanée: Fe+Cu²⁺              Fe ²⁺  + Cu

d-        Fe+             Cu²⁺ Fe ²⁺  + Cu

à t=0          --          1                           1          ----

à t éq         ---      1  -x                       1 +x          ....

K=1+x/1-x

[Cu²⁺] _eq =0 molL^-1

[Fe²⁺] _eq =2 molL^-1

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Corrigé de l'exercice II

1-a : E₁ = E⁰₁ – 0.03 logπ  avec    π = [ Pb²⁺ ]/ [ M₁²⁺ ]

     Equation chimique associée: Pb + M₁²⁺  Pb²⁺+ M₁

      Symbole Pb/ Pb²⁺ // M₁²⁺/ M₁

  b- E₁⁰ = E₁ + 0,03 log [Pb²⁺ ]/[ M₁^{2 +}] = 0,05 + 0,03 Log 10^-2 /1 = -0,01 V

      E₁⁰ = E^o _M1^{2 +} _{/ M1}  -  E⁰ _Pb2+/Pb     Þ    E⁰ _M1^{2 +} _/M1 = E₁⁰   + E⁰ _Pb2+/Pb   = - 0,14 V

     Constante d'équilibre K = 10 ^E0/0,03  = 0,46

  C-              Pb +     M₁²⁺ Pb²⁺ +        M₁            

          à t=0       ---         1                             10^-2            ----      

           à t éq      ---       1-x                           10^-2+x        ----

              E’₁ = E⁰ – 0,03 log π et   (10^-2 + x)/(1 - x) = π = 0,0316

  x = 0,0209 mol L^-1     .

 [Pb²⁺ ] = 0,0309 mol L^-1 et  [M₁²⁺] = 0,979 mol L^-1

   2-a : M₁/ M₁²⁺  //  M₂²⁺/M₂

       M₂ n’est pas attaquée par H⁺ Þ M₂ est moins reducteur que H₂ 

 E^o _M1²⁺ _/M1 = - 0,14 V < 0

        E⁰ _M2²⁺_/M2> 0 M₁ est plus reducteur que M₂

                       M₂ :  (+)           M₁ : (-)

     b-    E = E⁰ – 0,03 Log k = 0

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Corrigé de l'exercice III

1-a/Schéma de la pile P1

b/ E°=VD -VG < 0   => VPb <Vg   => Pb (-)  Pt(+)

le sens du courant  :de Pt vers le Pb.

L'équation chimique spontanée: Pb +2H ⁺ Pb²⁺  + H2

 c/ Le pont salin permet de :

-fermer le circuit électrique tout en évitant le mélange des deux solutions

-assurer la neutralité électrique dans les deux compartiments de la pile.

d/ E° =E° _(Pb2+/Pb)- E°_ENH =-0.13 -0 =-0.13V

2-a/Symbole Co/Co²⁺ // Pb²⁺/Pb

Equation chimique associée: Co +Pb ²⁺ Co²⁺  +Pb

b/ f.é.m: E° =E° _(Pb²⁺_/Pb)- E°_(Co²⁺_{/Co)   =-0.13-(-0.28) = 0.15V > 0}

Constante d'équilibre K =10 ^E°/0,03 = 10 ⁵  >1

c/ E=E° - 0.03 log [Co²⁺]  /[Pb²⁺]   =>  C=1molL^-1

d/

             Co +     Pb ²⁺      Co²⁺  +     Pb

à t=0          --       5.10^-2                         1          ----

à t éq         ---      5.10^-2 -x                 1 +x          ....

K =(1 +x)/(5.10^-2 -x)

[Co²⁺] _eq =1.05 molL^-1

[Pb²⁺] _eq =10 -⁵ molL^-1

Variation de la masse de Pb:

n_Pb =m_Pb / M = x.v   => m_Pb =x.v.M =1,035g

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Corrigé de l'exercice IV

1-Schéma de la pile

 Equation chimique associée: Co +Ni ²⁺ Co²⁺  + Ni

E=E° - 0.03log π

E=E° - 0.03logC1/C2 

2-a- Constante d'équilibre

pour E=0 log K=2 .  => K=10²

b- 0=E° - 0.03logK     =>  E° = 0.03logK      =>     E° =0.06V

E >0   K>1     Co est plus réducteur que Ni

c- Calcul de la f.é.m  initiale

D'aprés la courbe pour log π =-1  E =Ei or Ei=E° - 0.03 log π   =>  Ei=0.09V.

3-a-Concentration C'2 de Ni2+

log K=log [Co²⁺] _eq /[Ni²⁺] _eq=2     [Co²⁺] _eq /[Ni²⁺] _eq=10²          [Ni²⁺] = [Co²⁺] / 10²   =0.49 10-² mol L-1

b- calcul de C1 et C₂

                 Co +      Ni ²⁺      Co²⁺  +     Ni

à t=0          --           C₂                           C₁          ----

à t éq         ---          C₂ -x =C₂'                 C₁+x =C₁^'

or C₁/C₂ = 0.1

 et (C₁ +x) / (C₂ -x) =100

le calcul donne C₂=0.45mol L -1 et     C₁=0.045mol L -1

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