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Évolution d'une pile
Bonjour à tous! J'aurais besoin d'une indication pour un exercice sur l'évolution d'une pile. Je vous écris l'énoncé.
Une pile est obtenue en reliant deux demi-piles par une solution gélifiée de chlorure de potassium (K++Cl-).
Une des demi-piles est constituée d'une lame de nickel plongeant dans 100 mL d'une solution de chlorure de nickel (II), (Ni2++2Cl-), à la concentration c = 1,0*10-4 mol.L-1.
L'autre et constituée d'une électrode de graphite plongeant dans 100mL d'une solution contenant des ions Fe3+ à c = 0,10 mol.L-1 et des ions Fe2+ à la concentration c.
Pendant une heure, cette pile débite un courant d'intensité constante I = 25mA
L'équation de la réaction pouvant se produire s'écrit :
2Fe2+(aq) + Ni2+(aq) = 2Fe3+(aq) + Ni(s)
Données : 1 F = 9,65.104 C.mol
-1 ; M(Ni) = 58,7 g.mol-1
1. La masse de l'électrode de nickel a diminué. Dans quel sens a évolué ce système ?
Ma réponse :
Comme la masse de l'électrode de nickel a diminué => une baisse de la quantité de matière de l'électrode de nickel => l'électrode de nickel fait parti des réactifs => la réaction se produit dans le sens inverse.
2. Identifier en justifiant l'anode et la cathode de cette pile
Ma réponse :
À l'anode, il y a oxydation du nickel : Ni => Ni2+ +2e-
À la cathode, il y a réduction des ions Fe3+ : Fe3+ + e-=> Fe2+
On peut alors écrire :
-Ni(s)/Ni2+
(aq) | | 2Fe3+(aq)/2Fe2+(aq)+
est-ce que je dois laisser les coefficients stoechiométriques dans la notation ou pas?
3. Faire le schéma de la pile et y indiquer le sens de déplacement des porteurs de charge, dans les fils, le pont salin, les solutions.
Ma réponse:
Alors j'ai réussi à faire le schéma, sauf que je coince pour la partie cathodique. Dans la solution j'ai écrit Fe3+ + Fe2+ sauf que sur l'électrode je ne sais vraiment pas quoi écrire. Pourriez vous m'éclairer s'il vous plait?
4. Calculer la quantité d'électricité débitée par cette pile
5. Déterminer les variations de masse de l'électrode de nickel et de la concentration en ions Fe2+
Je n'ai pas su répondre à ces deux questions.
Merci d'avance de votre aide, je vous en suis infiniment reconnaissant.
Bonjour
OK pour 1
2 : je ne suis pas sûr que la représentation conventionnelle de la pile soit à ton programme mais au cas où : les coefficients stœchiométriques n'y figurent pas : un simple trait représente un changement de phase, deux espèces en solution sont séparés par une virgule, le pont salin est représenté par un double trait vertical. Cela donne ici :
(-)Ni(s) |Ni2+(aq),Cl-(aq) || Fe2+(aq) , Fe3+(aq) , Cl- (aq)|Cgraphite) (+)
On demande plutôt un schéma avec sens de déplacement des électrons, etc...
Cette schématisation n'est pas normalisée. A toi de faire quelque chose de propre et de clair. Personnellement, pour le comportement cathodique, je schématiserais une arrivée de 2 électrons par l'électrode en graphite ainsi que, dans la solution, la réduction de 2 ions Fe3+ en 2 ions Fe2+... N'oublie pas d'indiquer aussi le sens du courant dans la pile et à l'extérieur de celle-ci. Un peu sur le modèle du schéma que tu vas trouver ici : 
Ok veuillez m'excuser du double-post mais c'est pour finalement mettre mes résultats des deux dernières questions, je n'aimerais pas que vous pensiez que je ne suis là qu'à demander des réponses sans efforts préalables. Allons-y :
4. Calculer la quantité d'électricité débitée par cette pile.
Ma réponse :
On sait que Q = I*
t. Or I = 25 mA = 25*10-3 mA
et t = 1,0h = 3600s. Logiquement on a :
Q = 25*10-3 * 3600 = 90 C
je conclue que la quantité d'électricité débitée par cette pile pendant une heure est de 90C ?
5. Déterminer les variations de la masse de l'électrode de nickel et de la concentration en ions Fe2+
Ma réponse :
- Variation de la masse de l'électrode de nickel :
Alors j'ai effectué le tableau d'avancement à l'anode et j'en ai conclu :
n(Ni) = n0(Ni) - y
=> n(Ni) = n(Ni) - y - n0(Ni)
=> n(Ni) = n0(Ni)- y - n0(Ni) = -y
Or on sait que Q = n(e-)* F <=> Q = 2y * F <=> y = Q/2F
donc : y = 90/ 2*9,65*10-4 = 4,7 * 10-4 mol
pour ce résultat j'ai trouvé sur ma machine (4,6632124 * 10-4) ai-je bien arrondi et ai-je les bons chiffres significatifs?
On en conclut alors que
n(Ni) = m(Ni)/ M(ni)
<=> m(Ni) = n(Ni) * M(ni)
<=> m(Ni) = -y * M(ni)
<=> m(Ni) = 4,7*10-4 * 58,7 = 2,8g
(je trouve exactement 0,027589)
Est-ce que mon raisonnement vous semble-t-il correct?
Merci à vous 
Tout à fait correct. Pour les arrondis de calculs, il faut arrondir en conservant le nombre de chiffres significatif de la moins précise des données, donc ici deux. Attention : il ne faut pas arrondir les calculs intermédiaires, sinon, les arrondis successifs peuvent conduire au final à de grosses erreurs.
Personnellement, sans rien arrondir depuis le début, j'obtiens une diminution de la masse de l'électrode de nickel égale à 0,027373... gramme. J'arrondis le résultat final à 27mg
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