Comment faire alors qu'il n'y a pas de renseignement ?

Ex:
L'étain est utilisé dans les boites de conserve pour empêcher l'oxydation du fer par les acides des aliments. A la suite d'un impact au moment de sa fabrication, un morceau d'étain a disparu à l'intérieur d'une boite. Le fer est donc à nu sur une surface assimilable à un disque de rayon r=1mm .Apres quelques jours, un gonflement de la boite de conserve est observé, dû à la production de dihydrogène.

1)Écrire l'équation de la réaction responsable du gonflement.
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là pas de problème…

réduction du proton sur la surface de fer dénudée
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2)Calculer la masse de fer qui a été oxydée jusqu'à perforation de la boîte dont l'épaisseur est e=2 mm.On fera l'hypothèse que le fer est attaqué uniformément sur toute la surface accessible.
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là gros problème car ….A l'intérieur de la boîte, milieu hermétiquement clos, en l'absence de dioxygène, en présence d'aliments et d'une solution riche en complexants de l'étain, le comportement électrochimique de la pile étain-fer est modifié et à l'inverse de ce que prévoient les valeurs de potentiels standards des couples redox, l'étain se comporte, en général, comme une anode sacrificielle assurant une protection cathodique du fer. Même en présence de rayures de l'étain, le fer est protégé de l'oxydation et c'est l'étain qui s'oxyde pas le fer !……
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3)Calculer le volume de dihydrogène dégagé a 20°C et sous 1 bar.

  Bonjour  physiquespe15 :              Masse  atomique  du  Fe = 56 .  Densité = 7,86


  Voici  mon  explication :  la  quantité  de  Fer   correspondant  au  diamètre  du  trou  de  2mm  soit  un  rayon  de  1mm . Surface  du  trou =  3,14 mm2 .

  Volume = 3,14mm2 x 2mm = 6,28 mm3 . Masse  de  fer = 6,28 mm3 x 7,86 = 49,36 mg .


  Fe  +  2 H2O  ( milieu  légèrement  acide ) =====> Fe(OH)2   +    H2

  49,36 mg  de  Fer =  49,36 : 56 = 0,8814 mmol .

  Dans  l'équation  tu  vois  que  1 mole  de  Fer (56 g )  libère  1 mole  de  H2 ( 22,4 litre )  aux  conditions  normales .

  0,8814 mmol  vont  libérer :   (  0,8814 mmol  x 22400 ml : 1000 mmol ) = 19,74 ml  de  H2 .

  Regarde  et  donne - moi  ta  réponse .  Bonnes  salutations .

Bonjour molecule10
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Voici  mon  explication :  la  quantité  de  Fer   correspondant  au  diamètre  du  trou  de  2mm  soit  un  rayon  de  1mm . Surface  du  trou =  3,14 mm2 .
Volume = 3,14mm2 x 2mm = 6,28 mm3 . Masse  de  fer = 6,28 mm3 x 7,86 = 49,36 mg .
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là rien à dire
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Fe  +  2 H2O  ( milieu  légèrement  acide ) =====> Fe(OH)2   +    H2
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cette réaction ne peut se produire dans la cas du fer partiellement recouvert d'étain ce qui est le cas de l'exercice.
L'étain fonctionne globalement en anode. Il se se dissout selon :
Sn->Sn^(2+)+2*e^(-)
le fer fonctionne globalement en cathode à sa surface à lieu la réaction :
H^(+)+e^(-) --> (1/2)*H2
le fer est protégé par la présence d'étain et ne se corrode pas.
La boite en fer blanc peut éventuellement se percer par corrosion externe due au dioxygène mais pas par corrosion interne due à la dissolution du fer.

En faite j'ai oublié de vous donner les diverses informations données :
Masse molaire du Fe : M(Fe)=55,8
Couples oxydant/réducteur: Fe^2+/Fe et H(petit 3)O^+/H(petit 2)
Masse volumique du fer: 7,8* kg*m*-3
Volume molar du dihydrogene a 20 celcius et sous 1 bar, Vm= 24 L.mol^-1

Pour la question 1 faut t'il faire l'équation d'oxyde reduction?? Je suis confus

L'énoncé de l'exercice est incohérent car si il est admis que « L'étain est utilisé dans les boites de conserve pour empêcher l'oxydation du fer par les acides des aliments. «  alors il n'est pas logique que le fer soit attaqué lors de la disparition d'un morceau d'étain en surface.

L'étain, qui joue dans ce mode de protection, le rôle d'anode sacrificielle  empêche toute attaque du fer. Il fonctionne globalement en anode et se dissout à la place du fer qui lui n'est la attaqué. L'étain se se dissout selon :
Sn->Sn^(2+)+2*e^(-)
le fer fonctionne globalement en cathode à sa surface à lieu la réaction :
H3O^(+)+e^(-) --> (1/2)*H2 +H2O
le fer est protégé par la présence d'étain et ne se corrode pas et la boite ne peut pas percer par corrosion du fer.
La réaction d'oxydo-réduction qui a lieu s'écrit :
Sn+2*H3O^(+)->Sn^(2+)+2*H2O
Les question 2 et 3 de l'exercice sont alors sans objet puisque aucune masse de fer n'est oxydée.

Pour que l'exercice soit cohérent il faut remplacer la protection contre la corrosion de type métal sacrifié par  une protection de type isolement électrique (peinture ou vernis alimentaire) car alors en cas de rupture de la couche protectrice le fer est attaqué par corrosion acide alors qu'il ne l'est pas dans la cas d'un métal sacrifie, du moins, tant que celui-ci est présent .
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Ex:
Un vernis alimentaire est utilisé dans les boites de conserve pour empêcher l'oxydation du fer par les acides des aliments. A la suite d'un impact au moment de sa fabrication, un morceau de ce vernis a disparu à l'intérieur d'une boite. Le fer est donc à nu sur une surface assimilable à un disque de rayon r=1mm .Apres quelques jours, un gonflement de la boite de conserve est observé, dû à la production de dihydrogène.

1)Écrire l'équation de la réaction responsable du gonflement.
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Une surface S=π mm^2  fer est en contact avec la solution interne de la boite de conserve. la surface de fer est le siège de deux réaction simultanées :
Fe->Fe^(2+)+2*e^(-)
H3O^(+)+e^(-) --> (1/2)*H2 +H2O
ce qui correspond à la réaction redox globale
Fe+2*H3O^(+) ->Fe^(2+)+H2+2* H2O
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2)Calculer la masse de fer qui a été oxydée jusqu'à perforation de la boîte dont l'épaisseur est e=2 mm.On fera l'hypothèse que le fer est attaqué uniformément sur toute la surface accessible.
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m=S*e*rho
où S est la surface attaquée , e l'épaisseur de la boite et rho la masse volumique du fer (7.8 g/cm^3)
m=10^(-2)*π*2*7.8=49 mg
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3)- Calculer le volume de dihydrogène dégagé a 20°C et sous 1 bar.
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n(H2)=m(Fe)/M(Fe)
V(H2)=n(H2)*Vm(H2)=(49*10^(-3)/55.8)*24000=21 mL de H2
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Merci a tous pour votre aide !