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Potentiel d'oxydoréduction d'une solution
Bonsoir,
je fais un exercice d'électrochimie sur lequel je ne suis pas sûr de mes réponses, voici l'énoncé:
1) Calculer le potentiel d'oxydo-réduction d'une solution S contenant 0,1 moles par litre de sulfate ferreux, 0,1 moles par litre de sulfate ferrique et dont le pH est égal à 0.
Que devient ce potentiel si on réduit la moitié des ions ferriques par un réactif convenable, le pH restant à 0 ?
2) Par addition de soude concentrée, le pH de S est porté à 2,5, calculer la valeur du potentiel du système Fe3+/Fe2+.
3) On agite du sulfate d'argent solide avec la solution S. Montrer qu'il ne se produit aucune réaction.
Données :
-pour Fe(OH)2, KS1 = 10-15
-pour Fe(OH)3,KS2 = 10-38
-pour Ag2SO4, KS3 = 10-4,9
-pour le couple Fe3+/Fe2+, E1o = 0,77 V
-Ag2SO4(sol) + 2e- = 2Ag +SO42-, E2o = 0,65 V
Pour l'instant, je n'ai répondu qu'aux 2 premières questions, voici mes réponses :
1) J'ai supposé que étant donné que le pH était égal à 0, il n'intervenait pas dans le calcul du potentiel d'oxydo-réduction :
E = E1o + 0,06log([Fe3+]/[Fe2+]) = E1o = 0,77V
Si on réduit de moitié la concentration en ions ferriques, je trouve E = 0,75V
2) J'ai écrit KS1 = [Fe2+][OH-]2 = [Fe2+](Ke/10-pH)2
Et ai fait de même pour KS2, donc pour le calcul du potentiel, je trouve :
E = E1o + 0,06log([Fe3+]/[Fe2+]) = E1o + 0,06log((Ks1/Ks2)*Ke) - 0,06 pH = 1,16 V.
Cependant, je ne comprends pas pourquoi on ne pourrait pas appliquer cette méthode pour la question 1 par exemple, du coup ça me fait un peu douter...
Bonsoir
Pour bien comprendre la situation, il faut commencer par ce poser les deux questions suivantes :
1° : à partir de quel pH commence la précipitation de l'hydroxyde de fer(III) pour une solution de sulfate de fer(III) à 0,1mol/L ?
2° : à partir de quel pH commence la précipitation de l'hydroxyde de fer(II) pour une solution de sulfate de fer(II) à 0,1mol/L ?
Je trouve pour l'hydroxyde de fer(III) :
pH = pKe - 1/3 log[Fe3+]-1/3pkS2 = 1,67
Et pour l'hydroxyde de fer(II), de façon analogue pH = 7.
Du coup, si j'ai bien compris, l'hydroxyde de fer(III) n'influencera la concentration de Fe3+ que pour un pH supérieur ou égal à 1,67 et pour l'hydroxyde de fer(II) , il influencera la concentration de Fe2+ uniquement pour un pH supérieur ou égal à 7 ?
C'est bien cela ! Aucune précipitation n'intervient à pH = 0 mais à pH=2,5, la concentration en ions fer(II) est encore la concentration initiale apportée mais la concentration en ions fer(III) est imposée par l'équilibre de précipitation.
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