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Le précipité est donc stable ou en d'autres termes le cuivre (I) a été stabilisé par précipitation. Exercice. Exercice 1 : Pile argent-zinc. [ 1

Corrigés d'exercices d'oxydoréduction : TD Echi1-1 et TD Echi1-2 TD Echi1-1 : Exercice 3 : Stabilité du cuivre (+I) par précipitation CorrectionTD15:Conversiond'éne rgieéle ctr o-ch imiqueBlaisePascal,PT2019-2020

L'ionlithiu mjoueiciunrôleanalogueàcel uijouéparH ensolut ionaqueuse.

L'équationglobaledefonctionn ementestdonc

MnO 2 +Li +Li!!"LiMnO 2 +Li quise simplifieen MnO 2 +Li!!"LiMnO 2

3Lesdeux espècesquir éagissentsontdeuxsolides ,physique mentséparésendeuxélectro des.Lerôled upontsalin

étantd'empêch erlesréactifsd'êtreencontactdire ct,iln'e stpasnécessaireici.

4D'aprèslaloideNernst ,lepote ntield el'ano de(électrodedelith ium)v aut

E Li =E 1 +0,06log[Li Demême ,lepotentieldel acathod e(électrodedeMnO 2 )vau t E MnO 2 =E 2 +0,06log[Li

Ainsi,lafémdela pilees t

U=E MnO 2 !E Li soitU=E 2 !E 1 =3,68V.

5Àpar tirdel'équationàl 'élec trodedelithium,onconstateq uel orsquelaréaction(totale)estterminéela quantit é

dematiè rend'électronsàavoirtransitédansleci rcu itestégaleàla quantitédematièredelit hiuminiti alement

introduite.Onendéduitlacapacité,c' est-à-d irelac hargetotalepouvanttransi terdans lecircuit,

C= m Li M Li #N A #e=3,2·10 4

C=9,0A·h.

Pourlaconv ersion: 1C=1A#1s=1A#

1 3600
h= 1 3600

A·h.

Exercice3:Stabilisationducuivre(I)parprécip itation [2|2]

1CoupleCu

/Cu:Cu +e =Cudonc E=E 1 +0,059log[Cu ]d'oùE fr =E 1 +0,059log1=0,52V.

CoupleCu

2+ /Cu :Cu 2+ +e =Cu donc E=E 2 +0,059log [Cu 2+ [Cu d'oùE fr =E 2 +0,059log1=0,16V.

Onendé duitl esdiagrammesdeprédomin ance:

E 0,52V CuCu 0,16V Cu Cu 2+

Onobser vequeCu

possèdedeuxdomainesd isjoints:iles tdoncinstable.

2L'équationdedissolutiondup récip itéd'ioduredecuivres'écrit CuI=Cu

+I .Les demi- équationsdescouples oùle préci pitéapparaîtfontnécessairementi ntervenirl'ionI ,ets'écrivent CuI+e =Cu+I etCu 2+ +I +e =CuI.

3Pourlescou plesimpli quantleprécipité,l aloideNernsts'écrit

E=E 3 +0,059log 1 [I etE=E 4 +0,059log [Cu 2+ ][I 1

3/10ÉtienneThibierge,13ma i2020,www.etienne-thibierge.fr

CorrectionTD15:Conversiond'éne rgieéle ctr o-ch imiqueBlaisePascal,PT2019-2020

Commelepréci pitéCu Iestparhypothèseprésent(sinon écrireles demi-équ ationsn' auraitaucunsens!),laconcen-

tration[I ]peutêtrerel iéeauproduitd esolubilité, [Cu ][I ]=K s donc[I K s [Cu

Pourrelie rlespotentielsstandar dlesunsau xautres,utilisonsl'unicitédu potentielensolution.D 'abord,

E=E 1 +0,059log[Cu ]=E 3 +0,059log 1 [I etenin trodu isantleproduitdesolubilité E 1 +0,059log[Cu ]=E 3 +0,059log [Cu K s cequ ipermetd'id entifier E 3 =E 1 !0,059pK s =!0,14V.

Demême ,

E 2 +0,059log [Cu 2+ [Cu =E 4 +0,059log [Cu 2+ ][I =E 4 +0,059log [Cu 2+ ]K s [Cu d'oùparide ntificat ion E 4 =E 2 +0,059pK s =0,82V.

4Traçonslesdiagrammes deprédomi nancepourlescouplesimpl iquantl eprécipité.

E !0,14V CuCuI 0,16V CuI Cu 2+

Lesdeux domainesdestabi litéducuivreauno+I,ceuxdu précipité,s ontmaint enantsuperposés.Leprécipitéest

doncstable ,ouend'autrestermesl ecu ivre( I)aétéstabiliséparpréci pitation.

Exercice

Exercice4:Purificationdunickel[2|1|]

1Lenmaximalapparaissantd anslaconfigurationestdonc4,etle nickelset rouvedan sla8

e colonnedublocd (2colonn esdansleblocs).Sacon figurati onestdonc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 Onpeut s'attendreauxdegrésd'oxydation+II (pertedesélectrons4s 2 )ou+I II(pertedetroisélect rons3dqui donneraitunesous-coucheàd emi-remp lie).

2Lesc hémadel'électrolys eurest représentéfigure8.Lesulfatedesodiumlibèredesi onsNa

etSO 2- 4 quirendent lasolut ionconductricemaisson tinerteschimiquement:ce sontde sionsspect acteurs.

3Voirfigure3.E nl'absencedep ré cisions urlesconcentrations,onsuppos equele spotentielsàcourantnulsont

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