Corrige td1 Electrochimie [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITÉ HASSAN II DE CASABLANCA FACULTÉ DES SCIENCES BEN M’SIK CASABLANCA DÉPARTEMENT DE CHIMIE Filière sciences de la matière chimie Module : Électrochimie

Semestre 5 A.U : 2014/2015

Correction TD1 ÉLECTROCHIMIE Exercice 1 1°) En électrochimie, l'équation de Nernst donne le potentiel d'équilibre (E) de l'électrode par rapport au potentiel standard (Eo) du couple redox mis en jeu. Elle n'a de sens que si un seul couple redox est présent en solution (l'équation de Nernst ne s'applique donc pas aux potentiels mixtes) et que si les deux espèces de ce couple sont présentes. Soit une réaction d’oxydation-réduction de type : n 2 Ox1 + n 1Réd 2

n 2 Réd1 + n 1Ox 2 ; avec

n = n 1 n 2 , le nombre des électrons échangés. Pour l’équation de la demi-réaction : (Ox 1 + n 1e − selon la loi de Nernst s’écrit : E 1 = E 1o +

RT  [Ox 1 ]   ln n 1 F  [Réd 1 ] 

Pour l’équation de la demi-réaction : (Réd 2 selon la loi de Nernst s’écrit : E 2 = E o2 +

Réd1 ) × n 2 , le potentiel d’équilibre E1

Ox 2 + n 2 e − ) × n 1 , le potentiel d’équilibre E 2

RT  [Ox 2 ]   ln n 2 F  [Réd 2 ] 

Donc la loi de Nernst pour la réaction globale devienne : ∆E = ∆E o −

. Ox 2 ]  RT  [Réd 1 ][  ln nF  [Ox 1 ][ . Réd 2 ] 

Avec : T = 25°C = 298,15K ; F = 96500 C/mol ; ln = 2,3 log, donc l’équation de Nernst sera :

∆E = ∆E o −

 [Réd 1 ][ . Ox 2 ]  0,06  log n . Réd 2 ]   [Ox 1 ][

2°) Tout d’abord, on va calculer les potentiels d’équilibres pour tous les couples redox, en utilisant la loi de Nernst pour une même concentration initiale 0,1 mol/l et à T = 25°C. Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :

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Couple

Fe 3+ /Fe 2 +

Fe 2+ /Fe

Cu 2+ /Cu

Ag + /Ag

Eo (V)

0,77

- 0,44

0,34

0,80

E (V)

0,77

- 0,47

0,31

0,74

On a : ∆G = −2,3RT.logK ⇒ logK =

∆G ⇒ K = 10 −∆G/2,3RT − 2,3RT

On sait aussi que : ∆G = −nF∆E Donc : K = 10

n.∆E 0,06

Rappel 1: Dans une réaction d’oxydation-réduction, trois situations peuvent se présenter : E1 >> E2 donc ∆E >> 0, alors K >> 100 : la réaction est totalement déplacée dans le sens 1. E1