Bonsoir,
J'ai besoin d'une petite aide en chimie pour un exercice sur les piles, quelqu'un pourrait m'expliquer les questions que je ne comprends, s'il vous plait. merci d'avance
voici l'énoncé (et ensuite mes réponses).
On considère une pile d'aluminium-fer contenant les couples oxydoréducteurs Al 3+(aq)/Al(s) et Fe2+(aq)/Fe(s). Les béchers dans leequels sont placées les électrodes cotiennent 50mL de solutions électrolytiques de concentration initiales en ions métalliques identiques et égales à 0,50 mol/L.
La f.é.m de cette pile vaut E= 1,22V. On donne les constantes d'équilibre suivantes :
- la réaction entre les ions aluminium (III) et le fer a pour constante K1 = 1,0*10^-122
- la réaction entre les ions fer (II) et l'aluminium a pour constante K2 = 1,0*10^122
1. utiliser les critères d'évolution spontanée pour déterminer l'équation de la transformation qui se produit dans la pile.
2. (a) En déduire les réactions aux électrodes
(b) Identifier l'anode et la cathode.
3. dresser le tableau d'avancement de la transformation et calculer l'avancement atteint par celle-ci si tous les ions métalliques sont consommés.
4. En déduire la masse de métal à utiliser pour atteindre cet état d'avancement.
5. La tension mesurée aux bornes de la pile branchée en série avec un conducteur ohmique, de résistance R= 10 ohms, est Upn= 1,10V.
(a) pourquoi n'obtient-on pas Upn = E ?
(b) faire un schéma du circuit électrique. Appliquer la loi d'Ohm pour calculer l'intensité du courant dans le circuit.
(c) si l'intensité du courant débité reste constante, pendant combien de temps la pile pourra-t-elle fonctionner jusqu'à usure totale ?
voici mes réponses :
1. j'ai calculer Qri = [Fe2+]^3/[Al3+]^2 = 0,5
Qri > K1= 1,0*10^-122 => donc sens direct (voir énoncé "- la réaction entre les ions aluminium (III) et le fer a pour constante K1 = 1,0*10^-122").
2. Al(s) = Al3+ (aq) + 3e- (*2) => oxydation anode -
Fe2+ (aq) + 2e- = Fe(s) (*3) => réduction cathode +
2Al (s) + 3Fe2+ (aq) = 2Al3+ (aq) + 3Fe (s)
3. je ne peux pas faire le tableau mais je pense qu'il est bon.
c'est la deuxième partie de la question que je ne comprends pas : "calculer l'avancement atteint par celle-ci si tous les ions métalliques sont consommés."
moi j'ai calculer xmax des ions : 3Fe2+ et 2Al3+
mais j'obtiens pour Fe2+ xmax = c*v / 3 = 0,50 * 50*10^-3 / 3 = 9,2*10^-3 mol
pour Al3+ xmax = c*v / 2 = 0,50 * 50*10^-3 / 2 = 1,4*10^-3 mol
cela veux dire que les ions métalliques ne sont pas consommés, mais je ne comprends pas comment on peux faire pour trouver l'avancement quand les ions métalliques sont consommés ???
4. la question avec la précédente donc je ne l'ai pas encore faite.
5. (a) je pense qu'on obtient pas Upn = E car il y a un conducteur ohmique. mais je ne suis pas sur du tout...
les autres questions je ne les ai pas encore faites.
Est ce que quelqu'un pourrait m'aider S'il vous plait ?? merci d'avance.
(re-)bonjour,
je n'ai pas trouvé les réponses aux autres questions d'avant mais,
j'ai répondu à la 5(b) mais, en fait, je ne suis pas sur s'il faut utiliser Upn ou E, mais moi j'ai utiliser Upn :
Upn = Ri
donc i = Upn / R = 1,10 / 10 = 0,11 A
est ce que quelqu'un pourrait m'aider, s'il vous plait.
Merci d'avance
Marly.
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