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EXERCICES DE REVISION : LES REACTIONS DOXYDOREDUCTION
Capacités exigibles :
Couples redox
Potentiel redox
Réactions doxydoréduction
Influence de la formation dun composé peu soluble, dun complexe et du pH sur les potentiels redoxDosages par potentiométrie
Exercice 1 (Daprès BTS ABM 2001 Etude dune pile) On considère la pile dont les deux compartiments sont formés : - dune solution contenant les ions fer II dans laquelle plonge une lame de fer pour lun ; - dune électrode de platine plongeant dans une solution acide contenant les ions Cr2O72- etCr3+ pour lautre.
Les concentrations molaires sont les suivantes :
- premier compartiment : [Fe2+] = 0,01 mol.L-1 - deuxième compartiment [Cr3+] = [Cr2O72-] = 0,1 mol.L-1 ; pH = 1Un voltmètre mis aux bornes de cette pile indique une différence de potentiel positive de 1,70 V
entre lélectrode de platine et lélectrode de fer (reliée à la masse du voltmètre).1. Faire un schéma de cette pile et indiquer ses polarités. Lorsque la pile débite, indiquer le sens de
circulation des électrons dans le circuit extérieur.2. En déduire alors les réactions se produisant sur chaque électrode, et le bilan de ces réactions.
3. Calculer le potentiel pris par lélectrode de platine.
4. Quel est le potentiel de lélectrode de fer ?
5. En déduire le potentiel standard doxydoréduction du couple Fe2+/Fe.
On donne : E°( Cr2O72-/ Cr3+) = 1,33 V
Exercice 2 (Daprès BTS BIOAC 2013 Entretien des objets argentés)Les objets recouverts dargen
lapparition dun film noir de sulfure dargent Ag2S. La formation de ce solide résulte de laction conjuguée
du dioxygène atmosphérique et du sulfure dhydrogène H2S (présent dans latmosphère, issu de
lalimentation ou issu des protéines de notre organisme). Le processus répond à léquation de réaction
suivante : Cet exercice propose dans un premier temps lexplicitation de la formation du film noir de sulfuredargent sur un couvert argenté. Dans un deuxième temps sera abordée une technique visant à régénérer
largent métallique par élimination du dépôt noir de sulfure dargent afin de redonner au couvert argenté son
éclat originel.
1. Formation du film de sulfure dargent à la surface dun couvert argenté
En labsence dion sulfure S2-, le potentiel standard du couple Ag+/Ag vaut E10 = + 0,80 V.En présence dion sulfure (issu de lhydrogène sulfureux H2S), largent métallique Ag devient très sensible à
loxydation, comme en témoigne la valeur du potentiel standard E20 du couple Ag2S/Ag : E20 = - 0,69 V.
Nous allons mettre en évidence de façon qualitative lévolution du potentiel doxydoréduction
E(Ag+/Ag).
1.1 Écrire la demi-équation électronique du couple Ag+/Ag.
1.2 En déduire lexpression littérale du potentiel doxydoréduction, noté E(Ag+/Ag), du couple
Ag+/Ag en fonction de E10 șC).
1.3 En présence dion sulfure S, les ions argent Ag+ conduisent à la formation dun précipité
de sulfure dargent Ag2S. Écrire léquation de réaction de précipitation.1.4 À partir de la réponse donnée à la question 1.3, expliquer sans calcul, pourquoi le
potentiel doxydoréduction E(Ag+/Ag) diminue lorsque des ions sulfure sont présents dans le milieu.
1.5 Expliquer alors succinctement pourquoi loxydation de largent métallique Ag par le
dioxygène de lair est beaucoup plus facile en présence dions sulfure. On précise que dans ces conditions :
2. Entretien dun couvert argenté terni
Au fond dun cristallisoir rempli deau salée, on dispose une feuille de papier aluminium (Al).On y plonge lobjet argenté terni par la couche noire de sulfure dargent, en assurant un contact entre
laluminium et lobjet. Après quelques minutes, on observe la réduction du sulfure dargent en argent
métallique : lobjet a retrouvé son éclat. Une odeur désagréable d" pourri » émane du cristallisoir au
fur et à mesure de la disparition du sulfure dargent.2.1 En vous aidant des demi-équations électroniques des couples Al3+/Al et Ag2S /Ag,
montrer que léquation de la réaction doxydoréduction mise en jeu lors du processus sécrit :