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Oxydoréduction

Posté par
Foudechimie
24-04-11 à 22:19

Bonsoir !! J'ai un exercice où je ne suis pas sur de mes réponses. Si quelqu'un pourrait les vérifier, ça serait gentil

Enoncé : Le nickel, constituant des pièces de monnaie de 1 franc, peut être attaqué par les ions argent. La réaction produit un dépôt d'argent métallique et des ions nickel Ni2+ en solution.

Questions :

1. Ecrire les demi- équations électroniques, puis l'équation de la réaction.
J'ai fait : Ag2+ (aq) + 2e- = Ag (s)
            Ni (s) = Ni2+ (aq) + 2e-

2. On plonge un morceau de nickel de masse m = 0.85g dans un volume V = 50mL d'une solution aqueuse de nitrate d'argent de concentration 10^-1 mol.L-1.

a. Déterminer l'avancement maximal de la réaction.

J'ai fait :              Tableau d'avancement :

                       Ni(s) +       Ag2+ (aq)  =>  Ni2+ (aq) + Ag (s)

Etat initial            x             x              0           0            

Etat intermédiaire    n0-x           n1-x            x           x

Etat final            n0-xmax        n1-xmax       xmax         xmax
                   9.5 x 10^-3 mol   =0 mol       5.0 x 10^-3 mol 5.0 x 10^-3 mol

Calcul du réactif limitant :

n0 = m (Ni) / M (Ni) = 0.85 / 58.7 = 1,45 x 10^-2 mol

n1 = C x Vsol = 10^-1 x 50 x 10^-3 = 5.0 x 10^-3 mol

n1 < n0 Donc Ag2+ est le réactif limitant.

b. Reste-t-il du nickel à la fin de la réaction? Si oui, calculer sa masse résiduelle.
Ici, je n'ai pas trouvé la réponse. Pour moi il reste du nickel à la fin de la réaction mais je ne sais pas calculer sa masse résiduelle.

c. Déterminer la masse d'argent formée.
J'ai fait : C = n / v
            C = m / M / V
            m = C x M x V
            m = 10^-1 x 107,9 x 50 x 10^-3
            m = 5.4 x 10^-1 g

d. Quelle est la concentration finale des ions nickel?
[ Ni2+ ] = xmax / vsol
[ Ni2+ ] = 5.0 x 10^-3 / 50 x 10^-3 = 1.0 x 10^-1 mol.L-1.

Données : MNi = 58.7 g.mol-1       MAg = 107.9 g.mol-1

Posté par
Foudechimie
re : Oxydoréduction 24-04-11 à 23:06

1. Ecrire les demi- équations électroniques, puis l'équation de la réaction.
J'ai fait : Ag2+ (aq) + 2e- = Ag (s)
            Ni (s) = Ni2+ (aq) + 2e-

Ooops, je crois que je me suis trompé pour Ag ici... et j'ai oublié de mettre l'équation de la réaction.

Je dirais plutôt que ça fait : Ag+ ( il n'y a pas 2+ car la formule du nitrate d'argent est AgNO3. Une fois mit dans l'eau les ions Ag+ et NO3- se libèrent.) Donc Ag+ (aq) + e- = Ag (s) ici il faut multiplier par 2 pour avoir le même coefficient pour les e- qu'en bas.
                Ni (s) = Ni2+ (aq) + 2e-

Equation de la réaction : 2Ag+ (aq) + Ni (s) => 2Ag (s)  + Ni2+ (aq).

XDD Donc, j'en déduis que mon tableau d'avancement est faux....

Posté par
lulu3324
re : Oxydoréduction 24-04-11 à 23:17

Bonjour

Oui la réaction est bien :
2Ag+(aq) + Ni(s) => 2Ag(s)  + Ni2+(aq).

Donc ton tableau est faux oui ! Mais il te suffit de le modifier un peu ! Pas besoin de la refaire complètement !

Posté par
Foudechimie
re : Oxydoréduction 24-04-11 à 23:28

Bonsoir Lulu J'ai refais mon tableau d'avancement !                          


                           Tableau d'avancement :

                       Ni(s) +      2Ag+ (aq)  =>  Ni2+ (aq) + 2Ag (s)

Etat initial            x             x              0           0            

Etat intermédiaire    n0-x           n1-x            x           2x

Etat final            n0-xmax        n1-2xmax       xmax         2xmax
                     1.2 x 10^-2 mol  =0 mol    2.5 x 10^-3 mol 5.0 x 10^-3 mol


Calcul du réactif limitant :

n0 = m (Ni) / M (Ni) = 0.85 / 58.7 = 1,45 x 10^-2 mol

n1 = C x Vsol = 10^-1 x 50 x 10^-3 = 5.0 x 10^-3 mol

n0 - xmax = 0
xmax = n0
xmax = 1.45 x 10^-2 mol

n1 - 2xmax = 0
2xmax = n1
xmax = n1 / 2
xmax = 5.0 x 10^-3 / 2 = 2.5 x 10^-3 mol

n1 < n0 Donc Ag+ est le réactif limitant.

Posté par
lulu3324
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 12:17

Fais attention en écrivant !
- A l'état initial, les quantités de matières valent n0 et n1 !
- A l'état intermédiaire, la quantité de matière de Ag+ est fausse !

A l'état final les quantités de matière sont correctes !
Donc xmax=2.5*10-3 mol/L oui !

2b) tu vois comment faire ? La masse résiduelle est la masse de solide restante ! Tout simplement !

2c) Utilises simplement la relation reliant la quantité de matière à la masse molaire !

2d) le raisonnement est bon mais le calcul est faux ...

Posté par
Foudechimie
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 12:26

Merci Lulu de ta réponse

J'avoue quand j'y regarde mieux y'a beaucoup de faute... Je devais être trop fatigué hier soir XD.

Donc :                   Tableau d'avancement :

                       Ni(s) +      2Ag+ (aq)  =>  Ni2+ (aq) + 2Ag (s)

Etat initial            n0            n1              0           0            

Etat intermédiaire    n0-x           n1-x            x           2x

Etat final            n0-xmax        n1-2xmax       xmax         2xmax
                     1.2 x 10^-2 mol  =0 mol    2.5 x 10^-3 mol 5.0 x 10^-3 mol


Calcul du réactif limitant :

n0 = m (Ni) / M (Ni) = 0.85 / 58.7 = 1,45 x 10^-2 mol

n1 = C x Vsol = 10^-1 x 50 x 10^-3 = 5.0 x 10^-3 mol

n0 - xmax = 0
xmax = n0
xmax = 1.45 x 10^-2 mol

n1 - 2xmax = 0
2xmax = n1
xmax = n1 / 2
xmax = 5.0 x 10^-3 / 2 = 2.5 x 10^-3 mol

n1 < n0 Donc Ag+ est le réactif limitant.

b. Reste-t-il du nickel à la fin de la réaction? Si oui, calculer sa masse résiduelle.
Je pense que non puisqu'il n'y plus de nickel à l'état solide en fin de réaction.

c. Déterminer la masse d'argent formée.
J'ai fait : C = n / v
            C = m / M / V
            m = C x M x V
            m = 10^-1 x 107,9 x 50 x 10^-3
            m = 5.4 x 10^-1 g

Le résultat est juste. Mais j'aurai pu aussi utiliser n = m / M.

d. Quelle est la concentration finale des ions nickel?
[ Ni2+ ] = xmax / vsol
[ Ni2+ ] = 2.5 x 10^-3 / 50 x 10^-3 = 5.0 x 10^-2 mol.L-1.

voila!! Normalement cela devrait être bon .

Posté par
lulu3324
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 14:11

2a) attention dans ton tableau il y a encore une coquille ! A l'état intermédiaire n(Ag+)=n1-2x !!!

2b)

Citation :
Je pense que non puisqu'il n'y plus de nickel à l'état solide en fin de réaction.
Hein ???? Pourtant à l'état final n(Ni)0 mol !!!!!

2c) Tu te compliques pour rien ! L'argent formé est solide ! Donc utilises directement m=n*M ! En passant par la concentration tu utilises la quantité de matière de Ag+ à l'état initial ! Ca ne sert pas à grand chose...

2d) c'est bon !

Posté par
Foudechimie
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 14:17

Ah ! Même si à l'état final il ne reste que des ions Ni2+ il reste quand même du nickel?

Donc la masse du nickel devrait faire : n(Ni) = m(Ni) / M(Ni)      (je ne sais pas si je dois mettre n(Ni) ou n(Ni2+) de même pour m et M
                                        m(Ni) = n(Ni) x M(Ni)
                                        m(Ni) = 2.5 x 10^-3 x 58.7
                                        m(Ni) = 1.5 x 10^-1 g

Posté par
lulu3324
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 15:35

Comment ca à l'état final il ne reste que des ions Ni2+ ???!!!! Mais il y a encore du nickel solide (1.2*10-2 mol) et de l'argent solide (5*10-3 mol) !!! Et il y a des ions Ni2+ (2.5*10-3 mol) effectivement !

Pour connaitre les quantités de matière des espèces restants en solution (c'est-à-dire à l'état final) il suffit de lire la dernière ligne du tableau d'avancement ! Elle n'est pas là pour décorer !!!

Posté par
Foudechimie
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 15:47

Ah d'accord!! Je viens de comprendre! Pour moi l'état final c'est ce qu'il y a après la => c'est-à-dire les produits formés... Je ne savais pas que l'état final c'était la dernière ligne du tableau..Même si c'est moi qui ait écrit Etat final XDD.... Bon merci beaucoup pour ton aide! Je pense savoir faire la suite après 3 essais .

Posté par
lulu3324
re : Oxydoréduction 25-04-11 à 15:54

Avec plaisir !



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