[PDF] PROBLEME DE PHYSIQUE CHIMIE CUIVRE ET

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17)On considère la réaction chimique : 2 Cu

= Cu (s) + Cu 2+ . Comment nomme-t-on ce type de réaction ? Evaluer sa constante d'équilibre K dis

C) Diagramme E-pH de l'eau ou de ses ions :

L'eau (ou ses ions) peut agir comme oxydant ou comme réducteur. Dans cette partie, on supposera les pressions égales à la pression standard, soit 22
HO

PPP==°, avec P° = 1 bar ou 10

5 Pa.

18)Ecrire les deux demi-réactions d'oxydoréduction dans lesquelles interviennent les couples

de l'eau. En déduire les deux équations des deux droites E = f(pH), figurant dans le diagramme E-pH de l'eau.

19)Superposer le diagramme E-pH de l'eau sur le diagramme E-pH du cuivre tracé à la

question 16).

20)Pourquoi le cuivre est-il qualifié de métal noble ? Justifier son utilisation dans la marine

antique (scaphandre, poulie...). Connaissez-vous d'autres métaux nobles ? En citer deux. D) Lixiviation du cuivre et préparation d'une solution de cuivre II :

21)Définir en une phrase le terme de lixiviation acide.

22)On considère la réaction chimique : Cu(OH)

2(s) + 2 H 3 O = Cu

2+(aq)

+ 4 H 2 O.

Evaluer la constante d'équilibre K

lix

° de cette réaction.

23)A partir de quelle valeur de pH faut-il travailler pour obtenir une solution de concentration

minimale égale à 1 mol.L -1 de cuivre (II) dissous ? On désire réaliser une solution d'acide sulfurique satisfaisant cette condition.

24)En remarquant que la 1

re acidité est forte (réaction totale), que la 2 e acidité est faible et, en

ne considérant que la (ou les) réaction(s) prépondérante(s), établir une relation entre la

concentration C d'une solution d'acide sulfurique et la concentration en ions H 3 O

25)Quelle est la valeur minimale de C pour que le pH soit inférieur à 4 ?

E) Détermination expérimentale de la composition d'une céramique supraconductrice : Les céramiques supraconductrices de formule générale YBa 2 Cu 3 O n présentent un état

supraconducteur pour des températures supérieures à celle de l'azote liquide sous la pression

atmosphérique et sont ainsi qualifiées de supraconducteurs à haute température critique. Elles

contiennent des anions oxydes, des cations Y 3+ et Ba 2+ , ainsi que des ions Cu 2+ et Cu 3+ en proportions variables. La détermination expérimentale de leur composition peut s'effectuer en réalisant les deux expériences suivantes.

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