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Etude de la pile Pb-Sn

Posté par
handa
14-11-18 à 12:20

Salut ,
merci de m'expliquer pourquoi je trouve l'avencement volumique est négative dans la question 3 .
On rélise à 25 °C la pile Pb-Sn avec:
      *  une demi-pile (1) constituée d'une électrode de Pb plongeant dans une solution contenant des ions Pb2+  , avec  \left[Pb^{^{2+}} \right]=10^{-2}mol/L
      *  une demi-pile (2) constituée d'une électrode de Sn plongeant dans une solution contenant des ions Sn2+  , avec  \left[Sn^{^{2+}} \right]=10^{-1}mol/L
       * un pont salin assurant la liaison électrolytique entre les deux demi-piles.
Données:   E^{0}(Pb^{2+}/Pb)=E^{0}_{1}=-0.13V
                         E^{0}(Sn^{2+}/Sn)=E^{0}_{2}=-0.14V
                         Les deux solutions ont même volume
1/déterminer les potentiels redox initiaux des deux électrodes.
2/ déterminer l'expression de la constante d'équilibre K
3/déterminer les concentrations en ions Pb2+ et  Sn2+  lorsque la pile ne débite plus
Ma réponse:
1/
    *Equation de réaction:
puisque E^{0}_{1} \succE^{0}_{2}    donc  la réaction se fait entre Pb^{2+} et Sn
                                        Pb^{2+} +   Sn   \rightarrow  Pb +    Sn^{2+}
     *  E(Pb2+/Pb)= -0.13+0.03*log(10-2) = -0.19V
      *E(Sn2+/Sn)= -0.14+0.03*log(10-1) = -0.17V
2/
\Delta E=\Delta E°+0.03*log\frac{\left[Pb^{2+} \right]}{Sn^{2+}}
à l'équilibre     \Delta E  =0    donc  [tex]K=10^{2.\frac{E^{0}_{2}-E^{0}_{1}}{0.06}}=0.46  
pour quoi K n'est pas supérieur à 104    puisque les réaction ox-red sont toujours totale??
3/
[tex]K=\frac{0.1+x}{0.01-x} = 0.46       donc      x=-6.5.10^{-2}mol/L      
pourquoi x est négative ?

Posté par
vanoise
re : Etude de la pile Pb-Sn 14-11-18 à 14:41

Bonjour
La réaction n'est quasi totale que pour un écart des  E° suffisant. Pour 2 e- échangés K >104 pour un écart des E° supérieur à 0,12V, ce qui n'est pas le cas ici.
Sinon : la réaction se produit dans le sens direct seulement pour un quotient initial de réaction inférieur à la constante d'équilibre. Ce n'est pas le cas ici.

Posté par
handa
re : Etude de la pile Pb-Sn 14-11-18 à 14:54

Et pour la question 3 ,
Pour déterminer la concentration , il faut calculer d'abord x , mais je trouve x négative  ce qui est impossible
Merci de m'expliquer

Posté par
vanoise
re : Etude de la pile Pb-Sn 14-11-18 à 19:36

Trouver x<0 est ici tout à fait normal dans la mesure où le fort écart entre les concentrations initiales en Sn2+ et en Pb2+ inverse le classement des potentiels :
Bien que E°(Pb2+/Pb) > E°(Sn2+/Sn), on obtient à l'instant initial :
E(Pb2+/Pb) < E(Sn2+/Sn) ;
La réaction se déroule spontanément dans le sens qui tend à rendre les deux potentiels égaux ; la réaction se déroule donc dans le sens négatif :
Sn2+ + Pb Sn + Pb2+
Apparemment, la notion de quotient de réaction t'est inconnue. On peut s'en passer par le raisonnement que je viens de faire.
Avoir  x<0 est impossible seulement si le système ne contient pas initialement du plomb et des ions étain.



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