Exercice n°3

1-  On plonge une électrode de platine dans une solution contenant les ions aux concentrations suivantes :

[Cr2O72-] = 10-2 mol.L-1, [Cr3+] = 10-3 mol.L-1, à pH=1.

a-   Donner l’expression du potentiel pris par l’électrode de platine.

b-  Calculer ce potentiel.

2-  On plonge une autre électrode de platine dans une solution contenant les ions aux concentrations suivantes :

[Fe2+] = 10-3 mol.L-1, [Fe3+] = 10-1 mol.L-1. Déterminer le potentiel de cette électrode.

3-  On relie ces deux demi-piles par un pont électrolytique.

a-   Faire un schéma de la pile sur lequel on indiquera la polarité de chaque électrode ainsi que le sens de circulation des électrons lorsque la pile débite dans un conducteur ohmique.

b-  Déterminer la force électromotrice, E, de cette pile.

c-   Ecrire l’équation de fonctionnement de cette pile.

Données :

E0Cr2O72-/Cr3+ = 1.33 V et E0Fe3+/Fe2+ = 0.77 V

 

Corrigé

 

1- Cr2O72- + 14 H+ + 6é = 2 Cr3+ + 7 H2O

a- Eélectrode = E0Cr2O72-/Cr3+ + 0.06/6 Log ([Cr2O72- ] [H3O+]14 )/ [Cr3+]2

b- E1= E0Cr2O72-/Cr3+ + 0.01 Log ( 10-2. (10-1)14 / (10-3)2

        = 1.33 – 0.01 x 10

       = 1.23 V

2-  E2 = E0Fe3+/Fe2+ + 0.06/1 Log [Fe3+]/ [Fe2+]

        = 0.77 + 0.06 Log 10-1/ 10-3

        = 0.89 V

3-

        a- Schéma d’une pile :

pilePb4

b- Upile = E+ - E = 1.23 – 0.89 = 0.34 V

c- Equation bilan globale de la pile :

·       Elle suit la règle du gamma :

·       Pole positif (1): Cr2O72- + 14 H+ + 6é 2 Cr3+ + 7 H2O

·       Pole négatif (2): Fe2+ → Fe3+ + é

·       Bilan global : (1) + 6x(2)

·       Cr2O72- + 14 H+ + 6Fe2+ = 2 Cr3+ + 7 H2O + 6 Fe3+