A) Sens d'évolution spontanée.

Dans un bêcher, on introduit une plaque d'argent, une plaque de cadmium, une solution de nitrate de cadmium, une solution de nitrate d'argent et de l'eau. Les quantités de matière introduites sont n(Ag)(i)= 1,00.10^-2mol, n(Cd)(i)= 1,00.10^-2mol, n(Ag⁺)(i)= 2,00.10^-2mol, n(Cd²⁺)(i)= 2,00.10^-2mol, le volume total du mélange réactionnel est V= 400 cm³.

1)a) Calculer les concentrations effectives initiales en ion Ag⁺, et ions Cd²⁺, du mélange réactionnel.
b) Même question pour les ions nitrate NO₃^-

Dans une banque de données, on trouve que pour l'équilibre chimique 2 Ag_(s) + Cd²⁺_(aq)= 2Ag⁺_(aq)+ Cd_(s) , la constante est K= 2.10^-41.

2)a) Donner l'expression littéral du quotient de réaction initial.
b) Calculer sa valeur numérique

La réaction va évoluer spontanément dans le sens inverse de l'équilibre écrit ci-dessus.
3) Justifier cette affirmation avérée.

Au bout de quelques heures, on retire la plaque de cadmium du mélange réactionnel, on lave et on sèche avec précaution cette plaque. On pèse cette plaque.

4) La masse mesurée, sera-t-elle plus grande ou plus petite ou égale à la masse initiale de la plaque? Justifier.
5) Même question pour la plaque d'argent.

B)Pile cadmium-argent.

Dans un bêcher, on introduit une plaque d'argent, un volume V=200 cm³ d'une solution de nitrate d'argent. Les quantités de matière introduites sont n(Ag)(i)=1,00.10^-2mol, n(Ag⁺)(i)=2,00.10_-2 mol. On réalise ainsi une demi-pile à l'argent.

Dans un autre becher, on introduit une plaque de cadmium, un volume V= 200 cm³ d'une solution de nitrate de cadmium. Les quantités de matière introduites sont n(Cd)(i)=1,00.10^-2mol, n (Cd²⁺)(i)=2,00.10^-2mol. On réalise ainsi une demi-pile au cadmium.

On fabrique une pile cadmium-argent en associant ces deux demi-piles avec un pont salin au nitrate d'ammonium (NH₄⁺(aq)+NO₃^-(aq)).

On réalise un circuit électrique comprenant: cette pile, un conducteur ohmique de résistance élevée, un voltmètre permettant de mesurer la tension positive aux bornes de la pile. Le courant circule, à l'extérieur de la pile, de la plaque d'argent vers la plaque de cadmium.

1) Faire un schéma
2)En exploitant le sens  de circulation des électrons, écrire les équations des réactions se produisant à chaque électrode.
3) Indiquer les sens de circulation des porteurs de charge à l'intérieur de la pile.
4) Ecrire l'équation d'oxydoréduction de fonctionnement de la pile.
5) Donner la représentation symbolique de cette pile.
6) Le quotient de réaction initial a-t-il la même valeur qu'au A)2)b)?

Cette pille débite un courant d'intensité constante I=5,0.^-3A, à travers le conducteur ohmique, pendant une durée t=5h30mins.

7) Dresser un tableau d'avancement associé à l'équation de fonctionnement de la pile

Dans un livre de chimie, on trouve que l'avancement d'une réaction d'oxydoréduction d'une pile est lié à la durée de fonctionnement de la pile par la relation x(t)=(It )/(yF). Dans cette relation, F est le faraday, y (ici y=2) est le nombre d'électrons  échangés au cours de la transformation qui a lieu dans la pile.
8) Retrouver par un raisonnement rigoureux cette relation.
9) Calculer la quantité de matière, puis la concentration effective des ions cadmium présent dans la demi-pile au cadmium, au bout de la durée t.


Je voudrai bien avoir votre avis sur mes réponses trouvées, et aussi une aide pour celle que je n'ai pas réussi.

Partie A)
1)a) [Ag^+](i)=5,00.10^-2 mol.L^-1
     [Cd^2+](i)=5,00.10^-2 mol.L^-1

b) Besoin d'aide.

2)a) Qr(i)= ([Ag^+]^2)*[Cd]/([Ag]^2)*[Cd^2+]

b) 5,00.10^-2

3)K<Qr(i) donc l'évolution est dans le sens inverse.

4) Besoin d'aide.
5) Besoin d'aide.

Partie B)

2) (Ag^+) + e^- = Ag
   Cd= (Cd^2+) + 2e^-

4)2(Ag^+) + Cd=2(Ag) + (Cd^2+)

5) (-) Cd / Cd^2+ || Ag^+ / Ag  (+)

6)7)8)9) Besoin d'aide

Merci de votre futur aide

*** message déplacé ***

Bonjour,

[Ag+]=10^-2/=  5*10^-2mol.l^-1


la plaque aura une masse plus faible  car le systeme evolue de droite a gauche car Qr>K

Bonjour, merci de m'aider mais je ne comprends pas en quoi le faite que le système évolue dans le sens direct implique que la plaque aura une masse plus faible?

A)
4) comme l'évolution de la réaction se fait dans le sens inverse :
2Ag+(aq)+ Cd(s) = 2 Ag(s) + Cd2+(aq)
Tu vois que la plaque de cadmium  solide est un réactif donc elle est consommée au cours de la réaction. Donc le nombre de moles n(Cd) diminue et donc ça masse aussi. ( la plaque de cadmium est l'anode, elle produit les électrons qui se déplacent et fait des ions Cd2+(aq))
Donc sa masse sera inférieur à celle d'origine

5) 2Ag+(aq)+ Cd(s) = 2 Ag(s) + Cd2+(aq)
tu vois avec l'équation que les ions Ag+(aq) sont transformés en Ag(s). Donc les ions Ag+(aq) se dépose sur la plaque d'argent. n(Ag+) diminue et n(Ag) augmente.
Donc la masse de la plaque d'argent augmente et donc elle sera supérieur à celle d'origine

B)
6) (PS: tu as réussi dans la partie A donc je supposes que tu n'as pas essayé)
Qr(i)= ([Ag⁺]i²)/([Cd²⁺]i
Qr(i) = 0.100 =1.00*10^-1

donc la réponse est non

7) tu sais faire un tableau d'avancement quand même

8) Part d'une formule de ton cours

9) fait le tableau d'avancement de :
Cd(s) = Cd²⁺(aq)+2e^-
sachant que n(e^-)i = 0 mol

Bonjour, je ne comprends pas la question 6) Qr= [Cd²⁺]/[Ag⁺]² normalement non?

Et j'ai fais le tableau d'avancement pour la dernière question et je ne vois pas trop comment l'exploiter.