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DM pile nickel cadmium

Posté par
niramane
28-11-13 à 21:33

la question 5 de ce DM me donne du fil à retordre :

On réalise une pile nickel-zinc à partir des couples Ni²+/Ni et Zn²+/Zn

L'électrode de nickel constitue le pôle positif de la pile.


1 Faire un schéma annoté de la pile et indiquer la polarité.
2 Comment vérifier expérimentalement la polarité de la pile ?
3  Écrire les demi-équations redox se produisant aux électrodes lors du fonctionnement de la pile et en déduire l'équation de
fonctionnement.
4  Compléter le schéma réalisé au 1 en y ajoutant une résistance R entre les deux électrodes. Indiquer à l'extérieur de la pile, le
sens de passage du courant et celui des électrons.


5)Chaque électrode de la pile a une masse initiale de 20 g et la quantité de matière initiale des ions positifs présents dans
chaque solution ionique est de  0,1 mol

a)Pour quelle raison, la pile va-t-elle s'arrêter de fonctionner ?

b)Que vaut l'avancement maximal de la réaction?

Masses molaires exprimées en g.mol-1 :
Ni : 58,7  Zn : 65,4.

j'ai répondu à toutes les questions sauf la 5b. est ce que je dois faire un tableau d'avancement?

a)  La pile s'arrête lorsque l'un au moins des réactifs a disparu

Equation                  Ni2+ (aq)  +  Zn(s)    -->     Zn2+ (aq) +  Ni(s)

              Avancement             Quantité de matière (mol)

Etat initial        x = 0     0,1      0,306      0       0
En cours de réaction x 0,1-x        0,306-x               x          x
                              
Etat final       x_max    0,1-x_max    0,306-x_max            x_max     x_max


le réactif limitant est le nickel

Posté par
niramane
re : DM pile nickel cadmium 29-11-13 à 07:58


bonjour,

quand j'ai validé mon tableau d'avancement a été chamboulé!


quantité de matière n(Zn)=20/65.4 = 0,306 mol
quantité de matière n(Ni) = 20/58,7 = 0,34 mol

je cherche le réactif limitant
0,1-x(max) =0
x(max) = 0,1 mol
0,306-x(max) = 0
x(max) = 0,306 mol
je compare et donc je choisis la valeur la plus petite 0,1mol ce sont les ions positifs du Nikel qui vont s'épuiser en premier


mais je ne suis pas convaincue : en fait je ne comprends pas "Chaque électrode de la pile a une masse initiale de 20 g et la quantité de matière initiale des ions positifs présents dans chaque solution ionique est de  0,1 mol"

merci d'avance de votre aide

Posté par
coriolan
re : DM pile nickel cadmium 29-11-13 à 17:42

bonjour ,
les réactifs sont
les ions Ni2+ n(Ni2+)=0,1 mol
le métal Zn  n=0,31 mol  
en cours de réactions n(Ni2+) et n(Zn) vont diminuer.

xmax=0,1 mol   ,donc Ni2+ est limitant

Posté par
coriolan
re : DM pile nickel cadmium 29-11-13 à 17:47

j'ai validé trop vite.
dans une demi-pile n(Ni2+) diminue et n(Ni)augmente
dans l'autre demi-pile n(Zn2+)augmente et n(Zn) diminue

Posté par
niramane
re : DM pile nickel cadmium 29-11-13 à 23:46

bonjour Coriolan,

ma réponse était juste, mais votre réponse m'éclaire plus.

merci de votre aide.



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