PSI 2013 - Decitre

Mines Chimie PSI 2013 — Corrigé 273
Il y a contact entre les ions sur la diagonale du cube :
a √ 3
2
= r + +r −
d’où a = 2 √
3
(r + +r − )
La masse volumique peut s’écrire pour une maille :
( m
ρ = maille =
V)
N Pb 2+ ×M Pb +N O 2− ×M O
N A a 3
soit ρ = 3√ 3(M Pb +M O )
8N A (r + +r − ) 3
4 Le nombre d’oxydation de l’oxygène étant −II dans ces oxydes, on a pour le
plomb les états d’oxydation suivants :
PbO : +II Pb 3 O 4 : + 8 3
PbO 2 : +IV
Pour Pb 3 O 4 , il s’agit d’un degré d’oxydation moyen sur les trois atomes de plomb.
On a en réalité 2 atomes au degré +II et 1 au degré +IV. On dit que Pb 3 O 4 est un
oxyde mixte.
B. Oxydes de plomb : diagramme d’Ellingham
5 Dans un diagramme d’Ellingham, les espèces les plus oxydées se situent au-dessus
des espèces les moins oxydées. On obtient alors, par degré d’oxydation croissant du
plomb, les domaines suivants :
RT ln P O 2
P ◦ PbO 2
Pb 3 O 4
PbO
Pb
T
6 Pour déterminer l’enthalpie standard de fusion du plomb, on combine les réactions
d’oxydation sèche et de fusion.
T < 600 K : 2Pb (s) +O 2(g) = 2PbO (s) (1)
T > 600 K : 2Pb (l) +O 2(g) = 2PbO (s) (2)
On rappelle que les équations d’oxydation en phase sèche s’écrivent conventionnellement
avec un nombre stœchiométrique 1 pour le dioxygène.