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Protection du fer par étamage
Bonjour,
J'aurais besoin d'un peu d'aide pour la question 2 s'il vous plait. D'ailleurs, en regardant certains corrigés sur internet je trouve que ma question 1 est fausse. Je trouve 142 s alors que sur Internet tout le monde trouve 148 s...
Sujet :
Certaines boîtes de conserves alimentaires sont en fer-blanc. Le fer-blanc est un matériau constitué d'une feuille d'acier d'environ 0,2 mm recouverte d'une couche d'étain d'environ 1 µm.
Cette couche d'étain est déposée par électrolyse. Le sens du courant dans le circuit est imposé par le générateur. Des réactions électrochimiques se produisent aux électrodes.
L'électrolyte est une solution acidifiée de sulfate d'étain (II), Sn2+(aq) + SO42-(aq), à 50 g.L-1.
Divers additifs permettent une bonne adhésion de l'étain sur l'acier lors du chauffage final de la plaque après électrolyse.
La cathode est constituée de la boîte de fer à étamer de surface totale S = 300 cm². L'anode est en étain.
L'intensité du courant d'électrolyse vaut I = 2,40 A. Le dépôt réalisé a une épaisseur de 1,00 µm.
On admettra pour simplifier que seul l'élément étain réagit aux électrodes.
Données :
Masse volumique de l'étain : 
(Sn) = 7,30 g.cm-3
Charge électrique Q traversant le circuit pendant la durée de fonctionnement du générateur : Q = I .
t = n(e-).F avec F = 9,65.104 C.mol-1
Masse molaire atomique de l'étain : M(Sn) = 118,7 g.mol-1
Questions :
1) Après avoir justifié la nature des électrodes et de l'électrolyte, faire un schéma de l'expérience, puis déterminer la durée minimale t de l'électrolyse.
2) En réalité, la durée nécessaire au dépot voulu est supérieure à t. Proposer une explication.
Réponses :
Question 1 :
La première partie de justification a été faite en cours par le professeur.
Mon raisonnement point par point :
1) Je détermine V(Sn) = 0,03 cm3
2) Je détermine m(Sn) = 0,21 g
3) Je détermine n(Sn) = 1,767.10-3 mol
4) Je détermine n(e-) = 3,534.10-3 mol
5) Je détermine Q = 341 C
6) Je détermine t = 142 s
La durée minimale de l'électrolyse est t = 142 s.
(J'ai bien fait attention d'arrondir à chaque calcul en détaillant tout correctement sur ma copie avec le bon nombre de CS)
Question 2 : Je ne comprends pas quelle pourrait être l'explication...
Oui, merci pour le partage du lien mais je l'avais déjà vu auparavant (avant de poster ici). J'ai juste ?
Je ne comprends pas quelle pourrait être l'explication d'une durée nécessaire supérieure... Je sais pas... Le temps que les ions se forment, arrivent ou quoi ? J'ai pas du tout l'esprit scientifique dans l'âme 
Dans la correction, ils te décomposent l'application numérique finale.
Tu l'as comparée à la tienne ?
Il n'y a pas un écart sur un chiffre ?
Tu n'as pas arrondi à un moment qui pourrait expliquer l'écart ?
Sûrement mais j'ai bien fait attention pour les chiffres significatifs.. et vu que sur ma copie je vais développer les calculs, si j'en mets un en trop pour trouver pareil que la personne sur internet, mon prof va pas être super content...
Je ne pense pas qu'il y ait de problème pour la méthode.
Et c'est grave un arrondi ? Non mais je comprends pas.
Voulez-vous que je détaille mes calculs ?
Non pas du tout !
J'ai jusqu'à jeudi soir pour faire ça Merci beaucoup de votre aide et gentillesse
1) Je détermine V(Sn) = 300 . 0,0001 = 0,03 cm3 J'ai converti en cm la donnée en µm.
2) Je détermine m(Sn) = 7,30 . 0,03 = 0,21 g
3) Je détermine n(Sn) = = 1,767.10-3 mol
4) Je détermine n(e-) = 2 . 1,767.10-3 = 3,534.10-3 mol
5) Je détermine Q = 3,534.10-3 . 9,65.104 = 341 C
6) Je détermine t = = 142 s
Alors,
4) Comment justifies-tu le facteur 2 (bien faire le lien avec la demi-équation électronique 
)
Sinon, ça me semble bien ce que tu as fait.
Pourquoi ?
Je sais que tu connais la réponse, mais il faut je justifier comme ceci :
d'après la demi-équation électronique : Sn2+ + 2e- = Sn
donc n(Sn)/1 = n(e-)/2 <=> n(e-) = 2n(Sn).
D'accord, j'écrirai cela quand je rédigerai sur ma feuille.
Merci.
Mais alors, pourquoi un écart de 6 secondes ? (entre le résultat d'Internet et le mien)
Alors je reprends :
Par définition,
(bien définir les termes utilisés)
or d'après la demi-équation électronique au niveau de la cathode (= réduction) :
donc
(définir les nouveaux termes introduits)
et par définition de la masse volumique :
Finalement, en combinant les équations encadrées 1, 2 et 3 on a :
Et si je fais l'application numérique su Excel, je trouve 148,37 s soit 148s
Comment je fais pour la question 2 ??? s'il vous plait je dois rendre mon devoir demain et je suis en galère totale...
Alors, il suffit de faire un bilan de tous les composés en présence :
Tu as vu le Sn, Sn2+, SO42- (spectateur).
Ensuite l'énoncé dit :
L'électrolyte est une solution acidifiée de sulfate d'étain
soit présence de H+ ou H3O+ dans la solution.
Et 2H+ + 2e- --> H2
C'est cette réduction qui peut s'ajouter à la réaction privilégiée et vient donc en quelque sorte la parasiter.
Bon courage pour la rédaction !
"Comme l'électrolyte est une solution acidifiée de sulfate d'étain comme le précise le texte, il y a présence de H+ et H3O+ en plus de l'étain, des ions étains ainsi que des ions sulfate. Une réduction se forme (2H+ + 2e- -> H2 et vient parasiter la réaction. Cela pourrait donc expliquer que la durée nécessaire au dépot voulu est supérieure à la valeur t trouvé précédemment"
C'est bon ?
En tout cas MERCI BEAUCOUP !!!
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