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DM de chimie : équation de Nerst

Posté par
Cookiies94
05-11-13 à 22:40

J'ai un DM donné aujourd'hui à rendre jeudi --' N'ayant pas une super bonne moyenne (genre 8,5) j'aimerai bien rattraper ça :/
Pouvez-vous m'aider SVP ????

Equation de Nernst
2) Calculer par rapport à l'électrode normale à hydrogène le potentiel des électrodes suivantes à 298K :
a- lame d'argent plongeant dans une solution de Ag(2)SO(4) à 10^(-3) mol/L.
b- lame de platine plongeant dans une solution à 0,1 mol/L en sulfate ferreux (contenant du fer au no=+II) et 10^(-3) mol/L en sulfate ferrique (contenant du fer au no=+III)
c- lame de platine plongeant dans une solution où la concentration de (H+) = 0,1 mol/L est constante, et telle que les concentrations en ions MnO(4)- et Mn(2+) soient identiques.

Alors pour moi c'est du chinois total !
Merci d'avance pour votre aide précieuse !

Posté par
coriolan
re : DM de chimie : équation de Nerst 06-11-13 à 11:44

bonjour

le potentiel d'un couple redox ne peut être mesuré seul.
On mesure une différence de potentiel  (U) entre un couple  (1) et un couple de référence (2).
U(1/2)= E1-E2
si le couple de référence est  celui de  l'électrode standard à hydrogène (ESH) ,son potentiel  vaut par convention 0V.
donc  U(1/2)= E1-0= E1
La mesure de la différence de potentiel entre le couple  1 et l'ESH  donne le potentiel de l'électrode 1 par rapport à l'ESH.

Concernant l'électrode 1,si la concentration des espèces en solution vaut 1 mol/L et la pression des espèces gazeuse vaut 1 bar,on dit que la demi-pile est dans les conditions standard.
Dans ces conditions ,le potentiel de l'électrode 1 par rapport à l'ESH  est appelé potentiel redox standard.On le note E°.
On a répertorié dans des tables les valeurs E° de nombreux couples redox.
La valeur de E° ne dépend que de la température.

Cependant,si les concentrations et/ou les pressions des espèces en solution ne sont plus standard ,la valeur du potentiel redox change.
On peut le calculer en utilisant une formule établie par Nernst.
Pour l'utiliser,il faut écrire la demi-équation redox correspondant au couple considéré.
Dans l'expression du log:
au numérateur apparaîtront les termes du côté des électrons ( donc relatifs à la forme oxydée)
au dénominateur apparaîtront les termes relatifs à la forme réduite
Les solides n'apparaissent pas dans la relation.
Si des ions H+ et OH- interviennent  ,on ne fera pas apparaître la concentration en  H2O.
Exemple
Zn2+  +2e =Zn
avec [Zn2+]=0,2 mol/L  ( donc différente de 1mol/L)
le potentiel de l'électrode (ou la demi- pile) Zn2+/Zn par rapport à l'ESH  vaut
E(Zn2+/Zn)=E°(Zn2+/Zn)  +o,o6/2 *log ([Zn2+]
le 2 sous 0,06 est le nb d'électrons échangés.
La forme réduite Zn n'apparait pas car c'est un solide
E= E°+0,03 log 0,2
Le E° se trouve dans une table de données.

Un autre exemple plus compliqué
couple Cr2O72-/Cr3+
demi-équation
Cr2O72-+ 14 H+  +6e =2Cr3+ +7H2O
les termes relatifs à la forme oxydée sont
Cr2O72-, 8H+
les termes relatifs à la  forme réduite sont
2 Cr3+ et 7 H2O

il y a 6 e échangés

Dans l'expression de la formule de Nersnt ,il faut tenir compte des coefficients stoechiométriques.

Il apparaissent sous forme de puissances.

[H2O] n'apparaîtra pas dans la formule .
L'expression du potentiel (non standard)du couple Cr2O72-/Cr3+ est donné par la formule de Nernst suivante

E=E° +0,06/6 + log([Cr2O72-]*[H+]14/[Cr3+]2)

comme log a*b= loga +log b on peut réécrire la formule ainsi
E=E° +0,06/6*log [H+]14 +0,06/6*log([Cr2O72-]/[Cr3+])2
or log [H+]14 =14*log[H+]  et log [H+]=-pH
l'expression devient
E=E° -6,06/6*14*pH  +log([Cr2O72-]/[Cr3+]2)

Reste à appliquer à tes exemples
Cas 1 couple Ag+/Ag
cas 2 couple Fe3+/Fe2+
cas 3 couple MnO4-/Mn2+  
le platine n'est qu'un collecteur d électrons .Il n'apparait pas dans la formule de Nernst

Posté par
Cookiies94
re : DM de chimie : équation de Nerst 06-11-13 à 13:30

C'est une explication très détaillée et claire. Merci d'avoir passé ce temps pour moi ça m'est très utile.
Je crois avoir compris l'essentiel les exemple sont bien associés ça m'a bien servi.

Merci énormément je vais essayer de me débrouiller j'espère bien rattraper mes erreurs ... En tout cas merci beaucoup ça devrait bien marcher avec tout ce que tu m'as expliqué.

Si tu as un besoin qqconque en maths je suis présente (là je m'en sors mieux avec entre 14 et 16 de moyenne )

MERCI MERCI MERCI !!!!!!!!!!!!

Posté par
coriolan
re : DM de chimie : équation de Nerst 06-11-13 à 20:48

Bien content que cela t'ait été utile.
Merci pour le retour.
Ce n'est malheureusement pas toujours le cas.

Néanmoins,j'ai fait une erreur ,que tu as sûrement rectifiée
Dans l'exemple concernant Cr2O72- ,j'ai écrit

"les termes relatifs à la forme oxydée sont
Cr2O72-, 8H+ "

il faut bien sûr lire 14 H+

Posté par
coriolan
re : DM de chimie : équation de Nerst 08-11-13 à 12:29

je signale une autre erreur de frappe
à la place  de
E=E° +0,06/6 + log([Cr2O72-]*[H+]14/[Cr3+]2)
il faut lire
E=E° +0,06/6 * log([Cr2O72-]*[H+]14/[Cr3+]2)



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