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Niveau maths spé
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Dosage d'une solution d'ions cuivre

Posté par
Heav
22-09-13 à 14:19

Bonjour,

Je bloque sur cette exo.

II. Détermination du potentiel standard E0 du couple Cu2+/CuI

1) Définir le produit de solubilité Ks de CuI
2) Ecrire les demi équations redox liés aux couples (Cu2+/Cu) et (Cu2+/Cu+)
3),4)...

Donc,
1) j'ai Ks=[Cu2+][I-]2
2) Cu2+  +  e- = Cu+
Mais voila, comment on fait pour l'autre couple, il y a un élément (l'iodure) qui n'est pas "d'un coté". Je vois pas comment écrire l'équation d'oxydation de ce couple avec ça...

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 14:19

Euh, c'est (Cu2+/CuI) pour le 1er couple

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 15:22

salut !

1) ok

2) pourquoi tu veux faire intervenir l'iodure ? On te donne directement les deux couples ici

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 18:25

Ben le second couple est (Cu2+/CuI) il y a de l'iodure là...
C'est pour ca que pour ma demi équation, je vois pas comment la faire. C'est pas comme si c'était de l'hydrogene ou de l'oxygène!

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 21:10

la demi équation redox du couple CuI/Cu2+ est :  CuI = Cu2+ + I- + e-

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 21:27

Ok, mais faut qu'on m'explique là pourquoi ca fait ca. Il y a pas un coef stoechiométriques de "2" devant?

Posté par
Heav
Correction post précédent 22-09-13 à 21:29

Pardon, devant I- ?

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 22:00

pourquoi veux tu mettre un 2 devant I- ... CuI ne contient qu'un atome I ...
le degré d'oxydation de l'atome Cu passe de I dans CuI à II dans Cu2+ donc il y a un electron mis en jeu dans ce couple du coté de l'oxydant du couple .

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 22:05

Ben je pesais mettre un "2" car on a la reaction CuI=Cu2+ + 2I- juste avant. Mais je comprends toujours pas, c'est pas équilibré la; il y a des ions iodures d'un coté et rien (atome ou ion) de l'autre coté. D'habitude, on avait toujours uniquement un oxydant et son réducteur avec "+x*e-" d'un coté ou de l'autre.

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 22-09-13 à 22:46

merci pour le relais anniejeanne (et salut )

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 12:14

Alors, on ne peut plus me répondre?

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 13:01

  Que veux tu que l'on te réponde ... le couple CuI/Cu2+ est un couple redox dont la demi équation est CuI = Cu2+ I- + e-
  C'est peut être la première fois que tu vois ce genre de couple ...mais il y a un début à tout !
  L'électrode au calomel met en jeu le couple Hg2Cl2 solide +2e- = 2Hg liquide +2Cl- ,c'est du même genre et tu ,as déjà sans doute utilisé une électrode au calomel

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 17:31

Non, on a vu aucun des deux. J'admet le résultat. Il y a ensuite plusieurs questions:

3) En utilisant la loi des potentiels à l'equilibre chimique, montre que E0(Cu2+/CuI)=E02+0.06*pKs
4)Conclure sur l'evolution du pouvoir oxydant de l'ion Cu2+ en presence de I-.

3) J'arrive à 0=E02 - E03 +0.06*(log([Cu2+]/[Cu+])- log([1]/[I-]2) avec E03=E0(Cu2+/CuI).
J'ai décomposé [CuI] en [Cu2+][I-]2.J'arrive pas à reconnaitre le pKs là...même en passant par les propriétés du log.

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 17:44

Bon, j'ai presque trouvé (je n'ai pas beaucoup avancé depuis mon dernier post, c'était pas trop dur...).
Je trouve presque le bon résultat:
....+ 0.06*log([Cu2+][I-]2/[Cu+])
Sauf qu'il y a un Cu+ qui ne devrait pas etre la...

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 18:42

- l'activité d'un solide vaut 1
- Ks de CuI est (Cu+)*(I-)

Quand on a en presence Cu2+ , CuI solide on a l'équilibre CuIs = Cu++I-
On a alors les deux couples redox Cu+/Cu2+  E = E° Cu+/Cu2+ +0,06 log (Cu2+)/(Cu+) et le couple redox CuI =Cu2+ +I-+e  E = E°CuI/Cu2+ + 0,06 log (Cu2+)/(I-) . Les couples en équilibre sont au même potentiel ... alors regarde bien tu vas trouver E°CuI/Cu2+

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 18:50

Ak ok, on m'avais dit que mon Ks etait juste mais fait non...
Je suis d'accord avec toi (bon t'a du faire une erreur de frappe en inversant Ox et Red au E° de la première loi de Nernst).
Par contre, si CuI=Cu+ + I-, elle est passé ou ta concentration en Cu+ dans ton log de ta deuxième loi de Nernst?

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 18:59

la formule de Nernst pur CuIS = Cu2+ +I- +e- est tout simplement E = E°CuI/Cu2+ + 0,06 log (Cu2+) *(I-)  ... j'ai fait une erreur dans mon post précédent ( la concentration en I- est du coté de l'oxydant donc au numérateur )
le E° CuIS/Cu2= n'est pas le meme que le E° du couple Cu+/Cu2+

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 19:36

Je suis desolé mais je ne comprends toujours pas...
Premièrement, c'est quoi ce "S" au CuIS=...  ?
Deuxièmement, on a appris la loi de Nernst comme E=E° + 0.06/n * log(Ox/Red). Je ne vois donc pas comment tu as directement du I- en haut sachant que ce serait .... + 0.06*log ([Cu2+]/[CuI]] ?? Tu n'aurais pas inversé Oxydant et Reducteur; car nous, on a le couple (Cu2+/CuI)
On nous parle d'appliquer à l'equilibre chimique, donc E2=E3 =>E2-E3=0
Je ne vois pas ou tu l'applique.

Je sais que c'est du temps que vous passer pour nous mais si tu pouvais me repondre rappidement pour que je l'avance dans la soirée.

Merci !

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 20:53

rapidement : le s veut dire solide , l'activité d'un solide ( dans la formule de Nernst ou dans K ) vaut 1

Si on a le couple CuI s = Cu2+ +I- +e-  E5 = E°CuI/Cu2+ + 0,06 * log (Cu2+)*(I-)
Alors on a aussi l'equilibre: CuI s = Cu+ +I- Ks = (Cu+)*(I-)
et on a aussi le couple Cu2+ +e- = Cu+  E6 = E°Cu+/Cu2+ + 0,06*log (Cu2+)/(Cu+)

Quand on a équilibre tous les couples sont au même potentiel E6 =E5  E°CuI/Cu2+ +0.06log(Cu2+)(I-) = E° Cu2+/cu+ + 0.06log (Cu2+)/Cu(+)
Tu vois que E°CuI/Cu2+ = E°Cu2+/Cu +0.06log1/Ks

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 21:05

Excuse moi d'encore te contredire mais c'est E°(Cu2+/CuI) qu'on nous demande, tu ne t'es pas trompé?

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 21:09

Ou alors, on peut "inverser" ta loi de Nernst et tomber sur E°(Cu2+/CuI) et avoir le log(Ks) qui correspond à pKs ?

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 21:42

On n'inverse absolument pas la loi de Nernst mais on a le droit de parler de couple Red/Ox ou de couple Ox/Red . L'usage actuel veut qu'on dise plus E° Cu2+/CuI mais on a le droit de dire aussi E°CuI/Cu2+ mais on a toujours E= E° + 0,06/n*log (Ox)/(Red)  

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 23-09-13 à 22:03

Bon, ça va si c'est juste une histoire de notation. Mais bon, ça m'a beaucoup perturbé...
Pour la suite, je vois pas trop comment justifier. J'ai trouver un E° negatif pour avant, ca veut dire que Cu2+ peu oxyder I-?

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 24-09-13 à 13:49

J'ai fait une erreur, je trouve E°=0.87V. Je vois quand meme pas comment répondre.

Je bloque aussi sur la suite de l'exo.

5)Montrer qualitativement que les ions Cu2+ peuvent reagir sur les ions I-.
6)Ecrire l'équation bilan.
7)Calculer la constante d'équilibre.

5) Je pensais faire un diagramme de pKs avec le gamma faisable entre Cu2+ et CuI.
6)J'ai 2Cu+ +4I- -> 2CuI+I2 (déduis des lois de nernst précédentes)
7) Ke=(CuI)2*(I2) / (Cu2+)2*(I-)4

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 24-09-13 à 16:37

- pour la 5) il te faut utiliser le potentiel du couple I2/I-  ... tu verra que l'oxydant Cu2+ est capable d'oxyder I- ( et cela donne I2 et CuI )  tu te rappelles : un oxydant dont le potentiel est " au dessus " oxyde les réducteurs dont le potentiel est " au dessous"
- pour la -  OK
- pour la 7) activité de CuI solide = 1
la constante K se calcule à partir des potentiels redox ... revoir le cours !

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 24-09-13 à 18:09

Aie pour la 5), j'ai justifier la 1) comme ça (question que je n'ai pas mise qui est avant la 1) de mon premier post et qui était:Les ions Cu2+ peuvent il à priori oxyder les ions iodures?)...


Pour la 6), je vois, c'est avec l'équilibre chimique et on va obtenir un résultat du genre 10(E2-E3/0.06)
Et pour la 4), on conclu comment par rapport au potentiel?

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 24-09-13 à 20:55

- pour la question 4 ... je ne sais pas ce qu'elle est ... et tu vas trouver la réponse tout seul
- question avant la 1 : je ne sais pas quelles valeurs des potentiels redox on t'a données mais il est sur que Cu2+ n'est pas un oxydant assez fort ( potentiel haut ) pour pouvoir oxyder les ions I- . C'est parce que on forme CuI solide que le potentiel devient assez haut donc que les ions Cu2+ peuvent oxyder I-

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 24-09-13 à 21:16

On me donne 0.63V pour le couple iodure et 0.15V pour le couple Cu2+/Cu+ et 0.34V pour le couple Cu2+/Cu. C'est assez bizarre, j'aurais dit que la réaction se faisait bien puisque le gamma peut être fait et |delta(E)|>0.2V.

En tout cas, merci bien pour toutes ces explications anniejeanne et aussi shadowmiko pour le début !

Posté par
anniejeanne
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 25-09-13 à 15:28

l'oxydant Ox1  doit être à un potentiel E1 plus haut que le réducteur Red2 ( potentiel E2)  sur lequel il agit : E1>E2 alors Ox1 oxyde Red2
- avec des potentiels de 0.15 ou 0.34V les ions Cu2+ ne sont pas assez bons oxydants pour oxyder le réducteur I-
- Mais Cu2+ conduisant à CuI  est capable d'oxyder les ions I- puisque le potentiel de 0.87V est supérieur à 0.63 V

Posté par
Heav
re : Dosage d'une solution d'ions cuivre 25-09-13 à 19:35

OK. Je vous remercie encore!
Bonne soirée !



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