Correction du Devoir Surveillé n 8 - s.o.s.Ryko

CorDSn o 8 Ve 09/04/10 Thermodynamique / Éq. d’oxydo-réduction ∣ PTSI
À l’électrode de platine on observe donc l’oxydation du dihydrogène : H 2 ⇆ 2H + + 2e −
À l’électrode d’argent on observe la réduction de l’ion argent +I, présent sous forme de précipité
AgCl : AgCl (s) + e − ⇆ Ag (s) + Cl −
• Comme la cathode est le lieu de la réduction et l’anode le lieu de l’oxydation, l’électrode
d’argent est le pôle positif et l’électrode de platine est le pôle négatif :
E + = E(AgCl/Ag) > E − = E(H + /H 2 )
2.b) La f.é.m de cette pile est :
Pôle − [P t∣H 2,(gaz) ∣H 3 O + aq + Cl − aq∣AgCl (s) ∣Ag (s) ] Pôle +
e 1 = E+ 1 − E1 − = E(AgCl/Ag) − E(H+ /H 2 )
)
−
= E ∘ AgCl/Ag + RT
F ln ( 1
= 0, 222 + 0, 059 log
(
E ∘ H + /H 2
+ RT
[Cl − ]
( ) 1 0, 059
10 −3 − 0 − log
2
= 0, 222 − 2 × 0, 059 log(10 −3 ) ⇒ e 1 = 0, 576 V
( [H +
2F ln ] 2 ))
P (H 2 )
( (10 −3 ) 2 )
1
3.a) • À l’électrode de platine :
EP 2 t = E∘ H + /H 2
+ RT ( [H +
2F ln ] 2 )
= EH ∘ P (H 2 )
+ /H 2
− RT (
2F ln Ke
2 )
P (H 2 ).[HO − ] 2
soit, à 25 ∘ C : E 2 P t = −0, 059.pK e + 0, 059.pC 0
• À l’électrode d’argent :
EAg 2 = E∘ AgCl/Ag + RT ( ) 1
F ln [Cl − ]
soit, à 25 ∘ C : E 2 Ag = E ∘ AgCl/Ag + 0, 059.pC 0
3.b) Comme EP 2 t = E2 − < E2 Ag = E2 +
, on observe les mêmes polarités mais l’électrolyte est
basique :
Pôle + [Ag (s) ∣AgCl (s) ∣ (K + aq + HO − aq), C 0 ; (K + aq + Cl − aq), C 0 ∣H 2,(gaz) ∣P t] Pôle −
- à l’anode (électrode de platine) se produit l’oxydation de H 2 en milieu basique :
H 2 + 2HO − ⇆ 2H 2 O + 2e −
- à la cathode (électrode d’argent) se produit la réduction de AgCl selon la même équation que
dans la première pile : AgCl (s) + e − ⇆ Ag (s) + Cl −
3.c) La f.é.m de la seconde pile est : e 2 = E 2 + − E2 − = E∘ AgCl/Ag + 0, 059.pK e
4) La f.é.m est alors e = e 2 − e 1 = (0, 059.pK e − 0, 354) V = 0, 472 V , on en déduit pK e = 14 .
6 http ://atelierprepa.over-blog.com/ jpqadri@gmail.com