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oxydoréduction

Posté par
mila005
25-04-18 à 19:49

Bonjour..s'il vous plait besoin d'aide..
Une plaque de circuit imprimé est recouverte d'un dépôt de cuivre de 0,02mm d'épaisseur. Un circuit est dessiné sur une plaque carrée de 10 cm de côté et occupe 50% de la surface totale.
Pour faire disparaître les parties non dessinées,on plonge la plaque dans un bain de 200ml obtenu en dissolvant 100g de trichlorure de fer III dans 1l d'eau.
a) Calculer la concentration de la solution initiale en ions Fe3+ et Cl-.
b) La masse volumique du cuivre est p=8900 kg.m-3.
Calculer la masse de cuivre à oxyder.
c) Écrire les demi équations électroniques et l'équation bilan de la réaction.
d) Calculer les concentrations des ions Cl- ,Cu2+,Fe2+ et Fe3+ dans la solution en fin de réaction.

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 25-04-18 à 20:14

Bonjour,

Question a)
1) Recherche la formule chimique du trichlorure de fer III et calcule sa masse molaire (en g/mol)
2) Calcule (en mol) la quantité de matière correspondant à 100g de ce composé.
3) écris l'équation de la dissolution du chlorure de fer III et déduis en les quantités de matière n(Fe3+) et n(Cl-)
4) Compte tenu du résultat du 3) et du volume de la solution calcule les concentrations [Fe3+] et [Cl-] qui sont demandées.

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 07:59

Bonjour,
1) FeCl3.masse molaire :162,5
2) n:0,61
3) FeCl3 donne Fe3+  +  Cl-
n[Fe3+]=n[Cl-]÷3=n[FeCl3]
n[Fe3+]=0,61
n[Cl-]=0,20
4) [Fe3+]=0,61÷0,20=0,3
      [Cl-]=0,20÷0,20=1
C'est cela???

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 08:25

Pour les points 1,2 et 4 je constate que ce sont des résultats donnés sans unités et dans ce cas je ne regarde pas davantage.

Le point 3 concernant l'équation de la dissolution est faux ( équation non équilibrée)

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 09:22

1)FeCl3: 162,5g/mol
2) n[FeCl3]:0,61 mol
3) FeCl3 donne Fe3+ + 3Cl-
n[Fe3+]=0,61 mol
n[Cl-]=0,20mol
4) [Fe3+]=0,3 mol/l
      [Cl-]=1 mol/l
Désolé pour les unités
C'est cela?

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 09:59

Citation :
1)M((FeCl3)): 162,5g/mol   OK
2) n[FeCl3]:0,61 mol     OK
3) FeCl3 donne Fe3+ + 3Cl-     OK
n[Fe3+]=0,61 mol     OK
n[Cl-]=0,20mol     Non. L'équation de dissolution montre que n(Cl-) = 3*n(Fe3+)


4) [Fe3+]=0,3 mol/l
      [Cl-]=1 mol/l
A revoir.
Attention les 100g de FeCl3 ont été dissous dans 1L d'eau (relire l'énoncé sur ce point) dont on prélèvera ultérieurement 200 mL. Le volume à considérer ici est donc de 1L



Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 11:18

Donc si je comprends bien
n[Cl-]=0,61*3=1,83 mol
[Fe3+]=0,61 mol/l
[Cl-]=1,83 mol/l

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 11:52

Tu comprends parfaitement !
Juste quelques détails :

1) En chimie l'écriture entre crochets [   ] est réservée à la concentration molaire d'une espèce dissoute.
Il faut donc écrire n(Cl-) = 1,83 mol et non n[Cl-] = 1,83 mol car n représente ici une quantité de matière et non une concentration molaire.
En revanche les écritures [Fe3+]=0,61 mol/l et [Cl-]=1,83 mol/l sont parfaitement correctes car on a bien ici des concentrations molaires d'espèces dissoutes.

2) Vérifie tes arrondis : J'ai obtenu  [Fe3+]=0,62 mol/l et [Cl-]=1,85 mol/l mais j'ai pu faire erreur.

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 12:16

Oui merci..pour le b)je peux tiré le volume du cuivre a partir de la concentration et a partir de sa je tire également la masse de cuivre a partir de la masse volumique??

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 12:42

Non. (Re)lis l'énoncé

Le cuivre à oxyder n'est pas en solution.
Il est déposé à l'état solide sur une plaque de dimensions connues.
On dépose sur cette plaque un dessin fait avec un vernis qui masque la moitié de la surface du cuivre.
Seule la moitié qui n'est pas masquée sera oxydée.

L'énoncé ( toujours lui ) te donne les moyens de calculer le volume de ce cuivre et ensuite effectivement à partir de ce volume et de la masse volumique tu pourras répondre à cette question.
Attention aux unités !

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 12:59

Si je comprends bien je dois utiliser la formule de l'épaisseur pour tirer le volume du cuivre vu que je connais la surface egalement??

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 14:05

Bien que je ne connaisse pas de "formule de l'épaisseur" i me semble en effet que tu es sur la bonne voie.                                                                      
      

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 14:22

Épaisseur =volume÷surface
Si je ne me trompe pas

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 14:30

Tu ne trompes pas :
Donc Volume = Aire * épaisseur

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 15:59

Merci..mais pour la question c) j'ai aucune idée

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 17:32

Question c) :
Il s'agit d'une réaction d'oxydo-réduction entre les ions Fe3+ contenus dans la solution de chlorure de fer III
( Voir question a ) et le cuivre présent (et non masqué) sur la plaque carrée (voir question b)
Les réactifs sont donc : Fe3+ et Cu

Les couples concernés sont les couples Fe3+/ Fe2+ et Cu2+/ Cu.
On te demande d'écrire les 1/2 équations relatives à chacun de ces couples et d'en tirer l'équation bilan.

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 18:03

Donc l'équation bilan est
2Fe3+  + Cu donne 2Fe2+  +Cu2+.
Pour la d) comme j'avais déjà calculer le nombre de mole de Fe3+ et Cl- je peux calculer la concentration mais avec le volume de 200ml converti en litre c'est cela??

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 18:28

Il faut commencer par faire un tableau d'avancement à partir de l'équation de la réaction en utilisant pour l'état initial :
a) La quantité (en mol) d'ions Fe3+ dans 200 mL de la solution dont tu connais la concentration.
b) La quantité (en mol) de cuivre correspondant à la masse de ce métal que tu as trouvée à la question b)

Le cuivre disparait totalement : C'est le réactif limitant.

L'état final de ce tableau te donnera les quantités de matière présentes en Fe3+, Fe2+,Cu2+
En divisant ces quantités de matière par le volume de la solution tu obtiendras les concentrations cherchées.

En ce qui concerne la concentration en en Cl- c'est le plus facile : Cet ion ne participe pas à la réaction donc sa concentration (que ce soit dans 1L ou dans 200 mL) ne change pas.

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 19:45

Merci beaucoup de ton aide.mais j'aimerais savoir pourquoi c'est le couple Fe3+/Fe2+ qui entre en réaction et non Cl2/Cl-?

Posté par
odbugt1
re : oxydoréduction 26-04-18 à 20:19

Impossible !

Si on regarde les couples Cu2+ / Cu et Cl2 / Cl- on constate que les deux espèces susceptibles d'être en contact sont Cu et Cl-
Or ces deux espèces sont toutes les deux les réducteurs de leurs couples respectifs :
Cu2+ / Cu
Cl2 / Cl-

Une réaction d'oxydo-réduction a toujours lieu entre l'oxydant d'un couple et le réducteur de l'autre couple.
Fe3+ / Fe2+
Cu2+ / Cu

Posté par
mila005
re : oxydoréduction 26-04-18 à 20:39

Merci beaucoup pour ton.je comprends lieu maintenant



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