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La durée de vie d'une pile

Posté par
TissiaAel
01-04-17 à 10:28

Bonjour
j'aurai besoin d'aide pour cet exercice. Voici les questions :
1) d'après le document ci dessus et la mesure de voltmètre, donnez les équation des réactions qui se déroulent dans les deux compartiments lorsque la pile fonctionne.
(Détaillez les étapes de votre raisonnement)
Les compartiments sont constitués de la manière suivante :
Volume initial des solutions : V = 50.0mL
Concentration initiales des solutions : C=0.50mol.L-1
Masse de l'électrode de cuivre qui plonge dans la solution : m(Cu) = 4.2g
Masse de l'électrode de plomb qui plonge dans la solution : m(Pb) = 9.7g
2) calculez l'avancement maximal de la réaction qui se déroule dans la pile lorsqu'elle débite du courant.
3) Quelles modifications proposez vous pour que la pile fonctionne deux fois plus longtemps dans même conditions d'utilisation ?

Mon avancée :
1) Le voltmètre mesure une tension négative. On en conclut que la borne V est reliée au pôle - de la pile (l'anode). On sait également qu'il se dérouile une oxydation à l'anode et réduction à la cathode. on peut donc à l'aide du schéma définir les demi-équations rédox de chaque pôle
Pb(s) = Pb2+ (aq) + 2e-
Cu2+ (aq) +2e- = Cu(s)
On en conclut l'équation d'oxydo-réduction :
Pb(s) + Cu 2+ (aq) -> Pb2+(aq) + Cu(s)
Est ce bon ?

2) faut il faire un tableau d'avancement ? Si oui je voudrai d'abord que vous confirmiez mon équation d'oxydo-reduction car j'ai un doute
3) Augmentez la quantités des réactifs

La durée de vie d\'une pile

Posté par
picard
re : La durée de vie d'une pile 01-04-17 à 14:21

Bonjour.

Votre réponse au 1) est correcte.  

En route pour le tableau d'avancement !

A plus.

Posté par
TissiaAel
re : La durée de vie d'une pile 01-04-17 à 20:50

Merci de ta réponse, j'ai juste une question, comment je dois utiliser les données :
Volume initial des solutions : V = 50.0mL
Concentration initiales des solutions : C=0.50mol.L-1
Masse de l'électrode de cuivre qui plonge dans la solution : m(Cu) = 4.2g
Masse de l'électrode de plomb qui plonge dans la solution : m(Pb) = 9.7g

il faut que je calcule n= C x V ?

Posté par
picard
re : La durée de vie d'une pile 02-04-17 à 07:59

Citation :
comment je dois utiliser les données
Généralement, on indique, dans la première ligne du tableau d'avancement, les quantités de matière initiales de chaque espèce chimique de la réaction.

C'est à cela que vont servir les données quantitatives de l'énoncé.

Posté par
TissiaAel
re : La durée de vie d'une pile 03-04-17 à 00:10

Bonsoir, pour le tableau d'avancement c'est réglé, je l'ai fait, j'en ai déduis que le réactif limitant est cuivre (II)
Pouvez vous m'aidez pour la question 3, est ce que la réponse que j'avais proposé est valable ?

Posté par
picard
re : La durée de vie d'une pile 03-04-17 à 08:06

Citation :
3) Augmentez la quantités des réactifs      
Oui, c'est bien ce qu'il faut faire, peut-être pourriez vous donner une réponse plus précise et proposer des valeurs numériques.

Posté par
TissiaAel
re : La durée de vie d'une pile 03-04-17 à 09:56

Doubler les quantités
Volume initial des solutions : V = 0.1 L
Concentration initiales des solutions : C= 1 mol.L-1
Masse de l'électrode de cuivre qui plonge dans la solution : m(Cu) = 8.4g
Masse de l'électrode de plomb qui plonge dans la solution : m(Pb) = 19.4g

Posté par
picard
re : La durée de vie d'une pile 03-04-17 à 14:01

Citation :
Doubler les quantités
Volume initial des solutions : V = 0.1 L
Concentration initiales des solutions : C= 1 mol.L-1
Masse de l'électrode de cuivre qui plonge dans la solution : m(Cu) = 8.4g
Masse de l'électrode de plomb qui plonge dans la solution : m(Pb) = 19.4g
Votre réponse n'est pas fausse, mais elle ne me satisfait qu'à moitié, pour deux raisons...

     -seules les quantités initiales des réactifs sont à modifier.
     -il n'est pas nécessaire qu'il reste du plomb en fin de réaction, il suffit donc de prévoir des quantités stoechiométriques d'ion Cu2+ et de plomb métal Pb

Je vous proposerai plutôt quelque chose comme :
     n(Cu2+) = 2 C1 V1       ( C1 et V1 désignant les données de la 1° question)  
     n(Pb) = n(Cu2+)    soit numériquement n(Pb) = 2 50 10-3 0.50 = 50 10-3 mol    et m(Pb) = 50 10-3 207.2 10.4 g

OK ?


Remarque : le calcul de la masse minimale de plomb est purement théorique, car si la dégradation de l'électrode de plomb se fait plus vite au voisinage de la surface de la solution dans laquelle elle plonge, une partie de cette électrode risque de se briser et de tomber au fond du bécher de droite provocant ainsi, de manière anticipée, la fin de la réaction...

Posté par
TissiaAel
re : La durée de vie d'une pile 05-04-17 à 10:06

D'accord merci beaucoup

Posté par
picard
re : La durée de vie d'une pile 05-04-17 à 13:53

Je vous en prie.

Au revoir.

Posté par
elisa59185
re : La durée de vie d'une pile 06-04-17 à 17:33

comment vous avez fait le tableau d'avancement? je n'y arrive pas du tout?

Posté par
picard
re : La durée de vie d'une pile 07-04-17 à 13:51

@elisa59185

Bonjour.

Citation :
comment vous avez fait le tableau d'avancement? je n'y arrive pas du tout?
Bizarre, c'est vraiment du basique.
Cu2++PbCu+Pb2+
x = 0n0(Cu2+) = C Vn0(Pb) = m(Pb) / M(Pb)n0(Cu) = m(Cu) / M(Cu)n0(Pb2+) = C V
x > 0n(Cu2+) = C V - xn(Pb) = m(Pb) / M(Pb) - xn(Cu) = m(Cu) / M(Cu) + xn(Pb2+) = C V + x
xmaxn(Cu2+) = C V - xmax = 0oun(Pb) = m(Pb) / M(Pb) - xmax = 0n(Cu) = m(Cu) / M(Cu) + xmaxn(Pb2+) = C V + xmax


Au revoir.

Posté par
elisa59185
re : La durée de vie d'une pile 07-04-17 à 15:35

merci beaucoup



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