TD Diagramme E-pH

Matériaux 2 :
Obtention d’un métal par hydrométallurgie 1 :
diagrammes potentiel-pH
Quelques réponses
-
-
1:
Réponse d car 2[I2] + [I ] = C0 et à la frontière 2[I2] = [I ].
2:
K° =
3:
Faux : les diagrammes E-pH sont de nature exclusivement thermodynamique. Ils ne fournissent aucune info
cinétique. Une réaction très favorable peut s’avérer bloquée sur le plan cinétique.
4:
Faux cela dépend de la convention choisie pour le tracé. E H+/H2 = E° H+/H2 - 0,03 log (PH2/P°)
5:
E° = ¼ (5 E1° - E2°) = 1,74 V.
6:
Voir cours
7:
Al(OH)3(s) est un amphotère. La frontière entre Al(OH) 3(s) et
Al(OH)4 (aq) se trouve à partir de la constante de la réaction de
passage de l’un à l’autre : Al(OH)3(s) + HO (aq) = Al(OH)4 (aq) avec
K° = Ksβ4 avec [Al(OH)4 (aq)] = C0 à la frontière car le complexe
est la seule espèce dissoute.
8:
1) Plus p(phen) grand, moins il y a de phen. Plus E est élevé, plus le NO du fer est grand. Donc A : Fe(phen) y ,
3+
2+
2+
B : Fe , C : Fe(phen)x , D : Fe .
))
= 10
14,7
: indépendant du pH car c’est une constante d’équilibre : ne dépend donc que de T.
3+
2) x = y = 3. Frontière d : NO du fer change entre B et C, donc c’est un couple redox → relation de Nernst
(après avoir écrit la demi-équation électronique) : E = E° - 0,06y.p(phen).
3+
2+
Frontière A/C horizontale pour le couple redox Fe(phen)y /Fe(phen)x : E = E° + 0,06(x-y)p(phen). Pente
nulle donc y = x.
n+
n+
3) Frontières verticales AB et CD associées à une équation (non redox) du type Fe + 3 phen = Fe(phen)3 de
constante β3. A la frontière, p(phen) = 1/3 log(β3) (écrire les relations de Guldberg et Waage puis la
3+
2+
convention de frontière). On en déduit que β3 (Fe(phen)3 ) < β3(Fe(phen)3 ).
9:
-
-
1) A : HClO ; B : Cl2 ; C : Cl ; D : ClO .
2) Ecrire les équations des frontières 1 et 2, puis regarder la valeur en pH = 0 : E°AB = 1,59 V et E°BC = 1,39 V.
Pour E°AC = 1,49 V : écrire les demi-équations électroniques des trois couples AB, AC et BC et trouver une
combinaison linéaire pour utiliser la loi de Hess et Δ½G° = - nFE°.
3) Pente : - 0,03 V/unité de pH.
-
+
4) Cl2 + H2O = Cl + H + HClO : log K° =
-
-4
→ K° = 4,6.10 .
-
5) En acidifiant l’eau de Javel, ClO se transforme en HClO. Or à pH acides, HClO et Cl ont des domaines
disjoints : ils réagissent ensemble pour former Cl2, gaz toxique.