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Oxydoréduction et métallurgie

Posté par
gnaaar
10-02-19 à 17:45

Bonjour je bloque sur une question de cette exercice. La question 4.c et la question 6


Partie A : la corrosion du germanium

Données thermodynamiques

GesGeOsGeO2(s)O2(g)H2(g)H2O(g)
fH0-255,0-552,000-242,0
S2173,077,0205160,5222


Dans cette partie, on s'interessera aux phenomenes de corrosion du germanium et donc aux reactions de formtion des oxydes de gemanium (III) et (IV) a partir de Ge  ainsi qu'a la reaction de formation de GeO2a partir de GeO.



1) Ecrire les trois reaction de formation des deux oxydes

(a)  2GeO + 2O2  <----> 2GeO

(b)   Ge + O2  <------>  GeO2

(c)  2GeO + O2 <-----> 2GeO2


2) Exprimer rG des reaction dans le cadre des approximation d'Ellingham

rG a = -510 + 0,101 T    KJ/mol (O2)

rG b = -552 + 0,149 T   KJ/mol(O2)

rG c= -594 + 0,197 T   KJ/mol(O2)


3.a)  Ecrire l'equation de simutation de GeO et exprimer rGd

(d)        2 GeO <-----> Ge + GeO2


rG d= -42 + 0,048 KJ/mol

b) Quelles est la variance de cette equilibre?  Quelles sont les influences de P et de T sur cet equilibre?  

Je n'y arrive pas


4) Construire le diagramme d'Ellingham entre 500 et 1000K  et indiquer dans quel domaine chacune des reactions est a envisager.

fait sur du papier millimétré  

c) On oxyde du germanium avec du dioxygène : decrire qualitativement ce qui se passe et calculer le pressions de corrosion a 800K et 900K

Je bloque


B. elaboration du germanium


On etudie la reaection de reduction de l'oxyde de germanium (IV) par du dihydrogene.

5) Exprimer rG pour la reaction 2H2 + O2 <----->  2 H2O

rG = -484 + 0,082 T   KJ/mol(O2)

6) Calculer a 950  K  les constantes d'equilibre des reactions suivantes

                (1)     GeO2 +  H2   <---->  GeO + H2O  
                    
           (2)          GeO+ H2 <--------> Ge + H2O


J'ai K1= 0 945

et K2 = 0,6045

7) Dans une enceinte initialement vide et de volume constant , on place 1,00 mole de GeO et on porte l'ensemble a 950K, puis on introduit progressivement du di
hydrogene. En supposant qu'a chaque instant le systeme est en equilibre decrire les phenomenes observe au cour de cette introduction





Merci d'avance

Posté par
gnaaar
re : Oxydoréduction et métallurgie 10-02-19 à 18:15

dans l'introduction les oxydes sont (II) et (IV) et non (III) et (IV)

Posté par
vanoise
re : Oxydoréduction et métallurgie 10-02-19 à 18:22

L'ensemble est un peu long ; je vais répondre progressivement.
Concernant l'équilibre de dismutation.
Variance : elle vaut zéro : l'équilibre, c'est à dire la coexistence des trois solides n'est possible qu'à une température bien précise : celle qui correspond à l'intersection des trois  droites a) b) c) dans le diagramme de Ellingham. Pour le démontrer, tu peux partir de la définition de la variance et faire la différences entre le nombre de paramètres intensifs du problème et le nombre de relation à l'équilibre entre ces paramètres intensifs. Tu peux aussi, sous réserve qu'elle soit à ton programme, utiliser la relation de Gibbs mais attention : il y a un piège !
Pour le diagramme d'Ellingham : pense à le simplifier : selon que la température est inférieure ou supérieure à la température d'intersection des trois droites, soit une seule, soit deux des trois droites sont à conserver...
4c) As-tu penser à ajouter dans ton diagramme la droite d'équation :

Y=R.T.\ln\left(\dfrac{P_{O_{2}}}{P\text{\textdegree}}\right)
Un raisonnement sur les signes des affinités chimiques des différentes réactions envisageables conduit très simplement aux résultats attendus.
Je te laisse réfléchir...

Posté par
vanoise
re : Oxydoréduction et métallurgie 10-02-19 à 18:47

Tu va trouver sur ce document un énoncé très analogue au tien : le n° 14 ; un peu plus bas sur le document (page 141 et suivantes), tu as un corrigé assez succinct. N'hésite pas à poser des questions complémentaires si tu le juges utile.

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