Juin 2005

Fe 3 +1 1o 2,1Fe(OH)++Fe(OHh+1 14,7 5,5Soit une solution 10. 4 M en Fe lII à pH = 1,1 . En déduire la concentration des espèces Fe 3+ etFe(OHt+.A pH = 4,7, quelle relation existe-t-il entre les espèces Fe(OH)++et Fe(OH)2+.Ecrire la réaction de complexation et la constante de complexation ~n correspondante lorsque leFe 3+ se complexe en: a) Fe(OHt+; b) Fe(OH)2+.Sachant que log ~ 1 = Il,9 , en déduire la constante ~2'EXERCICE IIIOn réalise à pH = 3 , une solution 10. 4 M de l'ion ferreux Fe 2+ sans propriété complexante enversl'ion OH' mais susceptible de précipiter sous forme Fe(OHh(solide).Lorsque l'on augmente le pH de la solution précédente, un trouble apparaît à pH = 8,5.Ecrire l'équilibre chimique qui apparaît à pH =8,5.En déduire le pKs de précipitation de l'hydroxyde ferreux.EXERCICE IVPour des concentrations 10. 4 M en espèces solubles Fe lII et FeIl, le diagramme de prédominance desespèces en fonction du pH est le suivant:Fe 3+Fe(OH)3(solide)1 1 1--7 DH0 2,8 14Fe 2+Fe(OH)2(solide)1 1 1--7 DH0 8,5 14L'espèce Fe lII a des propriétés oxydantes (E Ddu couple Fe 3+ / Fé+ = 0,77 V).Ecrire la demi-équation rédox du couple Fe lII / FeIl et donner l'expression de son potentiel (loi deNERNST) pour des solutions dont le:pH:": 2,8.2,8:": pH:": 8,5pH;:'; 8,5.Pour les pH ;:.; 2,8 , quelle est la pente (positive ou négative?) de la courbe de variation du potentielen fonction de la zone de pH.Donner le potentiel du couple Fe lII / FeIl à pH =2,8 et pH =8,5 .L'espèce FeIl a des propriétés oxydantes ( E Ddu couple Fe 2+ / Fe =- 0,44 V).Ecrire la demi-équation rédox du couple FeIl / Fe et donner l'expression de son potentiel (loi deNERNST) pour des solutions dont le:pH:": 8,5 . Quelle est la valeur du potentiel rédox.pl-l> 8,5 . Comment évolue le potentiel en fonction du pH?Représenter sur papier millimétré le diagramme potentiel - pH (diagramme de POURBAIX) du fer.Sur ce diagramme, superposer le diagramme des propriétés oxydantes et réductrices de l'eau.Données: E D à pH =0 de H 30+ / H 2(gaz) =0 V et E D à pH =0 de O(gaz) / H30+ = 1,23 V.Le fer est-il thermodynamiquement stable au contact de l'eau?