Oxydoréduction et piles : 240 questions de concours corrigées

Équilibrer la demi équation d'oxydoréduction au niveau de la cathode. Donner a et b. 4 H⁺ + 4 e⁻ + a O₂ → b H₂O

Calculer la tension à vide, notée E_eq⁰, de la cellule.

Quel est le nombre d'oxydation du fer dans Fe₂O_3(s) sachant que les deux atomes de fer sont équivalents ?

Identifier les deux couples oxydant/réducteur qui interviennent lors de cette étape afin d'en déduire l'équation bilan de la réaction correspondante.

Reproduire la figure 8 en indiquant le sens de déplacement des électrons, le sens positif du courant i et si les électrodes (A) et (B) sont le siège d'une oxydation ou d'une réduction.

Justifier l'attribution des noms d'anode et de cathode à chacune des électrodes.

Donner le degré d’oxydation de l’oxygène dans les trois composés suivants : O₂, H₂O et H₂O₂.

Écrire les deux demi-équations électroniques associées à ces deux couples.

Définir les termes « anode » et « cathode ». Écrire les demi-équations électroniques mises en jeu au niveau de chacune des deux électrodes de cette pile.

Pour chacun des deux couples oxydant-réducteur de l'eau, préciser quelle espèce chimique est l'oxydant et laquelle est le réducteur.

Écrire l'équation bilan de la réaction (supposée totale) se produisant dans l'erlenmeyer avant l'étape de dosage, puis écrire l'équation bilan de la réaction de dosage.

Écrire l'équation bilan de la réaction (supposée totale) se produisant dans l'erlenmeyer avant l'étape de dosage, puis écrire l'équation bilan de la réaction de dosage.

Donner le degré d'oxydation du bore et de l'aluminium dans les structures BF₃ et AlF₃.

Identifier, en justifiant, la réaction se déroulant à l'anode et celle à la cathode.

Écrire les demi-équations électroniques associées à chaque électrode lors de la décharge de la batterie. Identifier la cathode et l'anode de cette pile.

Préciser les demi-réactions électroniques qui se produisent lors de l'électrolyse de l'eau pure et en donner le bilan (pour une unité stœchiométrique d'eau). On précise que le platine des électrodes…

Écrire la réaction chimique qui s'est produite lors de l'opération 6. Justifier qualitativement que cette réaction est quasi-totale.

Écrire les demi-équations se produisant à l'anode et à la cathode en précisant à chaque fois s'il s'agit d'une oxydation ou d'une réduction.

On ferme l'interrupteur K. Donner l'équation de la réaction qui a lieu. Préciser l'anode et la cathode.

Indiquer le rôle chimique que joue NADH dans la réaction en justifiant.

Écrire les demi-réactions électroniques associées aux couples d'oxydo-réduction de l'eau oxygénée.

On donne ci-dessous le diagramme potentiel pH muet de l'élément iode. Indiquer le nombre d'oxydation de l'élément iode dans les trois espèces. On se limitera aux espèces I₂, I⁻ et IO₃⁻, la…

Écrire l'équation-bilan de cette étape de dosage. Identifier le type de dosage dont il est question.

Donner le nombre d'oxydation du fer et de ses dérivées. Préciser sur la figure B du document réponse, les domaines de corrosion, de passivation et d'immunité à la corrosion du fer.

Déterminer le nombre d'oxydation du fer dans chacune de ces cinq espèces.

Rappeler la définition d'une anode.

Justifier que dans le cas de l'oxydation du peroxyde d'hydrogène, H₂O₂, n = 2.

Écrire l'équation bilan de la réaction qui a lieu avec le thiosulfate de sodium.

Déterminer l'enthalpie libre standard Δ_rG°(25 ⁾ de la réaction de décharge de la batterie à 25 ^.

Ecrire la réaction du dosage des ions Fe²⁺_(aq) par les ions permanganates.

À l'aide de la figure 10, montrer que l'intermédiaire « Int » évolue spontanément et permet, entre autres, l'obtention d'uranium(IV). Donner l'équation bilan de la réaction modélisant cette évolution.

Écrire l'équation de demi-réaction ayant lieu sur l'électrode de nickel, en milieu basique. Exprimer et calculer le potentiel E_O_2 de cette électrode pour une pression de dioxygène gazeux p(O₂) =…

Déterminer l'expression, puis la valeur numérique de la constante d'équilibre associée à cette équation bilan de l'étape 2.

Le pH de l'eau de piscine est maintenu à 7,2. Le dichlore est-il stable dans l'eau ? Justifier pourquoi de l'acide hypochloreux est formé et donner l'équation-bilan associée.

Calculer le potentiel d'oxydoréduction à T = 298 K du couple O₂(g)/H₂O(liq) au pH de l'eau de mer (pH = 8,1) à l'équilibre avec l'air.

Écrire les demi-équations rédox relatives aux couples du palladium Pd²⁺(aq)/Pd(s) et de l'acide méthanoïque CO₂(gaz)/HCO₂H(aq). En déduire l'équation-bilan (2) de la réaction de production du…

Écrire les demi-réactions anodique (1) et cathodique (2) relatives au plomb. En déduire l'équation-bilan de réaction de décharge, puis l'équation-bilan de réaction de recharge.

Écrire les demi-réactions anodique (1) et cathodique (2) relatives au plomb. En déduire l'équation-bilan de réaction de décharge.

Montrer, en utilisant notamment la notion d'enthalpie libre standard de réaction, que la réaction entre le diiode et les ions thiosulfate est quantitative (totale) à T = 298 K.

Ecrire l'équation de la réaction qui a lieu lors de l'ajout de la solution de fer (III) et calculer la constante d'équilibre associée à 298 K.

Calculer, à 298 K, l'enthalpie standard Δ_r H° et l'entropie standard Δ_r S° de la réaction. En déduire la valeur de l'enthalpie libre standard de la réaction à 298 K, puis la force électromotrice…

Exprimer nₐ en fonction de C_i, V_i, Cₜ et de Vₜ.

Déterminer, à 298 K, la constante d'équilibre de la réaction (R2) et commenter la valeur obtenue.

Écrire les demi-équations électroniques associées aux couples de l'eau O_2(g)/H₂O_(l) et H₂O_(l)/H_2(g). En déduire les équations des droites E_O_2(g)/H₂O_(l) et E_H₂O_(l)/H_2(g). On suppose qu'aux…

Donner l'équation bilan lors du fonctionnement de la batterie en décharge puis en charge. Compléter la figure C du document réponse en indiquant le sens de déplacement des électrons, le sens du…

Déterminer la masse minimale de lithium graphite LiC_6 (s) contenue dans la batterie du téléphone dont les propriétés sont fournies dans le tableau 1.

Écrire les formules de Nernst associées à ces deux couples (on considérera un fonctionnement à la température ambiante de 298 K).

Identifier l'anode et la cathode lors de la décharge de l'accumulateur. Écrire la demi-équation électronique observée à chaque électrode en milieu fortement basique. En déduire l'équation de la…

Dans le cas de la pile Ni-Cd étudiée, calculer les potentiels d'électrode E₁ et E₂, ainsi que la différence de potentiel U mesurée par un volt-mètre idéal lorsque la pile ne débite pas. Préciser le…

Évaluer la durée de fonctionnement de la pile.

Exprimer l'enthalpie libre standard de cette réaction en fonction des potentiels standard. Calculer la constante d'équilibre de cette réaction d'oxydoréduction.

Quelle transformation chimique est alors thermodynamiquement favorisée entre ces couples ? Écrire l'équation modélisant cette transformation chimique et la nommer.

Déterminer le nombre d'oxydation du chrome dans chacune des six espèces. Montrer que le couple Cr₂O₇²⁻/CrO₄²⁻ forme un couple acido-basique. Préciser lequel est l'acide et lequel est la base…

Le fer solide est susceptible de réagir avec l'eau ou le dioxygène dissous dans l'eau. Écrire les équations bilan de ces deux réactions en milieu acide, en choisissant un coefficient…

Calculer la constante d'équilibre de la réaction de titrage (IV.2). Conclure.

Compléter le schéma du dispositif expérimental présenté dans le document 1 en indiquant : • les espèces réagissant aux électrodes ; • la polarité de chaque électrode tout en précisant si elle joue…

Établir l'expression de la constante thermodynamique d'équilibre de cette réaction à 293 K en fonction des potentiels standards E°(O_2(g)/H₂O_(l)) et E°(H₂O_(l)/H_2(g)). Déterminer la valeur de…

Déduire de la figure 18 donnant l'évolution de la tension à vide E de la pile en fonction de la température, l'entropie standard de réaction Δ_rS°.

Pourquoi peut-on s'attendre à ce qu'une augmentation du pH défavorise thermodynamiquement l'équation bilan de la question Q35 ?

Écrire l'équation de la réaction que subit l'espèce associée au domaine 3 pour pH < pH_A. Nommer cette réaction.

Indiquer l'espèce chimique oxydée et l'espèce réduite.

Justifier qualitativement si la réaction bilan qui a lieu à l'étape 1 est thermodynamiquement favorisée.

Les valeurs prises par le potentiel de l'eau de la piscine (figure 11) au cours du temps sont-elles conformes aux valeurs numériques obtenues à la question Q26 ?

Justifier qualitativement que cette réaction permet effectivement un envol du ballon.

Calculer le nombre d'oxydation de l'élément Aℓ dans les espèces Aℓ(OH)₄⁻ et Aℓ. Préciser quelle espèce est l'oxydant/le réducteur du couple faisant intervenir ces deux espèces.

À la lecture des potentiels standard, quelle hypothèse peut-on faire sur cette réaction ? Une justification est attendue.

Déterminer la variation du nombre d'oxydation du palladium lors de l'étape 1.

Calculer de même le potentiel d'oxydoréduction du couple H⁺(aq)/H₂(g) au pH de l'eau de mer à l'équilibre pour une pression partielle de dihydrogène de 1 bar.

Préciser le nombre d'oxydation de chaque atome dans les espèces Pd²⁺, Pd et CO₂.

L'un des principaux défauts de cette batterie est sa faible énergie massique w. Calculer l'énergie massique de la batterie représentée figure 10, dont la masse est m = 9,8 kg. On donnera le résultat…

Donner le nom de ce type de réaction.

Déterminer, à l'aide de l'équation de la réaction, la relation entre la quantité de matière d'éthanol n_éth contenu dans la prise d'essai et la quantité de matière d'ions dichromate n_dich ayant…

Donner le degré d'oxydation du titane dans chacune de ces espèces.

Donner la demi-équation électronique d'oxydation du phénol en CO₂ à l'anode.

Reproduire le schéma de la pile et y faire apparaitre le nom des électrodes, le sens du courant, le sens de déplacement des protons responsables du passage du courant au sein de l'électrolyte, et…

Déterminer le nombre d'oxydation de l'élément manganèse dans l'hydroxyde de manganèse (II) Mn(OH)₂(s) et de l'élément iode dans l'ion iodate IO₃⁻(aq).

Écrire l'équation de la réaction pouvant modéliser la transformation chimique qui a lieu si le lithium solide entre en contact avec de l'eau. Cette réaction forme notamment des ions hydroxyde HO⁻ et…

Quel est le degré d'oxydation du fer dans l'oxyde ferreux ?

En considérant uniquement l'aspect thermodynamique, quelle tension minimale U_min doit être appliquée pour que l'électrolyse démarre ? On suppose p(H₂) = p(O₂) = 1 bar.

Écrire la réaction chimique qui s'est produite lors de l'opération 2. Comment nomme-t-on ce type de réaction chimique ?

Écrire la réaction chimique qui s'est produite lors de l'opération 4.

Indiquer le sens de circulation et la nature des porteurs de charge dans les fils électriques.

Quelle est la nature des porteurs de charge dans le pont salin ? Préciser le rôle de ce pont.

Le réactif oxydé est appelé le combustible de la pile. Parmi les espèces chimiques présentes dans les couples, laquelle constitue le combustible ?

Écrire les deux demi-équations d'oxydoréduction.

Déterminer les nombres d'oxydation des éléments Ni et Cd dans les 4 espèces considérées : Cd_(s), Cd(OH)_2(s), Ni(OH)_2(s) et Ni₂O_3(s).

Écrire pour chaque élément, Ni et Cd, les demi-équations électroniques. Identifier les oxydants et les réducteurs.

Placer sur une échelle les potentiels standards E° de chaque couple et en déduire l'équation de la réaction d'oxydo-réduction thermodynamiquement favorisée.

Préciser, en justifiant, le sens de l'intensité i du courant électrique.

Écrire l'équation de la réaction qui a lieu.

À partir du diagramme, écrire la réaction se produisant quand une pièce de fer est laissée à l'abandon dans une solution aqueuse saturée en dioxygène et dont le pH vaut 7.

Quelle espèce chimique est alors responsable de l'action de blanchiment des dents ?

Pourquoi est-il déconseillé d'utiliser de l'eau de javel en milieu trop acide. Ecrire l'équation chimique qui se produit lorsqu'on acidifie trop fortement une solution d'eau de javel.

Préciser la demi-équation rédox qui se produit sur l'électrode de travail en mode cathodique lors de la réduction des ions aurocyanure Au(CN)₂⁻.

Identifier les couples oxydant/réducteur mis en jeu dans cette pile.

Indiquer le rôle de la solution aqueuse d'acide sulfurique dans l'empilement.

Donner la relation entre la tension à vide d'une pile et l'enthalpie libre de réaction.

Calculer la puissance fournie par la pile dans les conditions de fonctionnement de la question précédente.

Préciser le nombre d'oxydation de l'élément chlore dans les espèces Cl₂, ClO⁻ et Cl⁻.

Comment appelle-t-on la réaction proposée ci-dessus d'un point de vue rédox ?

Quelle est la réaction qui se produit lorsqu'on acidifie le milieu (pH ≤ 3,5) ? Quel en est le danger ?

Quel est le degré d'oxydation de l'élément Zinc dans l'espèce ZnS_(s) ? A partir de quelles espèces solubles du zinc et du soufre, ce précipité se forme-t-il ?

Écrire la demi-équation électronique associée au couple de l'eau H⁺/H₂ en milieu acide, puis en milieu basique.

Lorsqu'on laisse une tranche de pomme à l'air libre, au bout de quelques minutes elle brunit. Si préalablement, cette tranche a été arrosée de jus de citron ou d'orange, le brunissement n'a plus…

Déterminer le potentiel standard du couple B / C.

Donner l'équation support de la réaction de titrage.

Écrire les demi-équations de réaction associées aux couples H⁺_(aq)/H_2(g) et O_2(g)/H₂O_(l).

Écrire l'équation de réaction associée au fonctionnement de la pile à combustible et celle associée au fonctionnement de l'électrolyseur. À partir du document 1, déduire quel composé joue le rôle de…

Donner l'expression littérale de E_eq(H⁺/H₂) puis calculer sa valeur numérique sachant qu'au cours de l'expérience on suppose que la pression partielle en dihydrogène à la surface de l'électrode de…

En déduire la demi-équation rédox qui a lieu à l'électrode négative.

De la même manière que pour l'électrode négative, écrire la demi-équation rédox ayant lieu à l'électrode positive.

Finalement, écrire l'équation rédox traduisant le fonctionnement de la batterie.

Ecrire les équations des demi-réactions redox associées aux couples NO_3(aq)⁻ / HNO_2(aq) et HNO_2(aq) / NO_(g).

Quelle est la formule du gaz formé ? Indiquer la relation entre la quantité de matière de gaz formé et le volume de gaz produit.

Ecrire les deux demi-équations d'oxydo-réduction des couples NO_3(aq)⁻ / NO_(g) et Fe³⁺_(aq) / Fe²⁺_(aq).

Écrire les deux demi-équations rédox relatives au couples Li⁺ / Li et H⁺ / H₂. En déduire la réaction bilan d'oxydation du lithium métallique par les ions H⁺. L'équation sera ajustée avec deux…

En déduire l'expression et la valeur à 298 K de la constante d'équilibre K°. S'il n'y a pas de blocage cinétique de cette réaction, quelles pourraient en être les conséquences ?

Exprimer les potentiels des couples mis en jeu à la question Q35 en fonction du pH, pour p(H₂) = 1 bar. On notera E₁ le potentiel du couple du lithium et E₂ celui du couple de l'eau. En déduire…

Déterminer par quel acide et dans quel domaine de pH l'argent peut être attaqué spontanément. Écrire l'équation bilan de la réaction et calculer numériquement sa constante d'équilibre.

Indiquer la quantité de matière d'électrons échangés lors de l'étape 1 au cours d'une heure de traitement et en déduire la quantité de matière d'ions hypochlorite formés.

Écrire la réaction de formation de SiO₂ à partir de dioxygène, puis à partir de H₂O. Justifier le terme d'oxydant employé pour ces deux composés.

Établir l'équation-bilan de fonctionnement d'une cellule.

Exprimer, puis calculer la tension à vide U d'une cellule. En déduire la valeur de la tension à vide de la batterie U_bat.

Écrire les demi-équations électroniques mises en jeu en milieu basique, puis en déduire l'équation-bilan de la réaction.

Déterminer les coefficients stœchiométriques α₁, β₁, γ₁, α₂, β₂, γ₂, puis en déduire l'équation-bilan de la réaction.

On suppose que le dihydrogène formé est à la pression P = 1,013 bar et à la température T = 298 K. En considérant l'hydroxyde de sodium en excès, calculer la masse d'aluminium m nécessaire à la…

Établir l'équation bilan modélisant la réaction de titrage.

Calculer la valeur de sa constante thermodynamique d'équilibre et la commenter.

Laquelle des deux électrodes est l'électrode positive ? Justifier et préciser, pour chacune des deux électrodes, l'équation-bilan de la réaction à l'électrode en fonctionnement spontané…

Établir l'expression de la force électro-motrice E d'un tel accumulateur (à 25^) en fonction des données et des seules concentrations [H⁺] (ou bien [H₃O⁺]) et [Pb²⁺]. Supposant pour une batterie la…

Combien d'accumulateurs faut-il associer pour réaliser une batterie automobile ? Représenter cette association sur un schéma. Quelle est la capacité Q de chacun des accumulateurs ? En déduire les…

Pourquoi ne peut-on pas utiliser pour solvant une solution aqueuse d’ions Li⁺ ?

Déterminer l’équation de fonctionnement de la pile. L’électrode de lithium joue-t-elle le rôle de cathode ou d’anode ?

En déduire la force électromotrice standard e° de la pile au lithium-chlorure de thionyle à 25 °C.

Calculer la fém e d'un élément de batterie, en considérant [H⁺]² [SO₄²⁻] / (C⁰)³ = 100 avec C⁰ = 1 mol⁻¹. Calculer le nombre d'éléments à associer pour réaliser une batterie 12 V et indiquer le mode…

Calculer la fém e d'un élément de batterie, en considérant [H⁺]²[SO₄²⁻] / (C⁰)³ = 100 avec C⁰ = 1 mol⁻¹. Calculer le nombre d'éléments à associer pour réaliser une batterie 12 V et donner le mode…

On considère une batterie de capacité Q = 40 A. Calculer la masse de plomb oxydée si l'on décharge la batterie à 50 %.

En déduire la masse de matière active utile pour une batterie de capacité Q = 40 A.

En déduire que H₂O_2(aq) n’est pas thermodynamiquement stable en solution et écrire alors la réaction susceptible de se produire dans une solution contenant H₂O_2(aq).

Relier l’enthalpie libre standard de réaction de la réaction de titrage (6) avec les potentiels standards des couples.

En déduire un ordre de grandeur de la constante d’équilibre de la réaction de titrage (6). Conclure.

Écrire les deux autres équations de réaction (supposées totales) intervenant au cours du dosage, à savoir : la réaction entre les ions iodure et les ions dichromate (restants) ; la réaction entre le…

Quelle espèce se dismute en milieu acide ? Écrire l'équation de réaction associée en attribuant un coefficient stœchiométrique égal à 1 pour l'espèce qui se dismute.

Expliquer la valeur élevée du potentiel standard d'oxydo-réduction du couple (F₂(g)/HF(ℓ)) au regard des propriétés de l'élément fluor.

Justifier la présence du signe « - » dans l'expression ci-dessus.

Expliquer pourquoi l'iodure de potassium est ajouté en large excès.

En utilisant le diagramme et la valeur de c_T, estimer la valeur du potentiel standard du couple Sn²⁺_(aq)/Sn_(s). Comparer à la valeur donnée en fin de partie.

Que peut-on dire des domaines de stabilité de Sn_(s) et H₂O_(ℓ) ? En déduire l'équation de la réaction qui va se produire si on introduit un morceau d'étain Sn_(s) dans une solution aqueuse très…

Établir l'équation de la réaction (R3) support du titrage des ions Fe²⁺(aq) restants.

Calculer la valeur attendue pour le potentiel E₁, défini sur la Figure 3.

Écrire l'équation bilan de la pile en fonctionnement.

Écrire l'équation de réaction modélisant la réaction d'oxydoréduction entre les ions Mn³⁺_(aq) et I⁻_(aq) à pH = 1,5 pour former Mn²⁺_(aq) et I_2(aq).

Écrire l'équation de réaction support du titrage entre les ions thiosulfates S₂O₃²⁻ et le diiode I₂ pour former S₄O₆²⁻ et I⁻.

D'après les potentiels standard des couples en présence, écrire les réactions prévisibles à l'anode et à la cathode.

Qu'arrive-t-il à l'espèce B quand on la met en solution pour pH > 2,5 ? Écrire la réaction correspondante pour 2,5 < pH < 7,5 et pour pH > 7,5. Comment s'appelle cette réaction ?

Retrouver la valeur de l'énergie massique annoncée pour ce même téléphone. Il s'agit de l'énergie que peut fournir la pile par unité de masse de cette même pile.

À l'aide des tableaux 1, 2 et 3 et de la figure 11, indiquer les risques ou inconvénients d'utilisation d'un téléphone portable à très haute température et à très basse température.

Calculer la constante d'équilibre K⁰ de l'équation bilan ainsi que l'enthalpie libre standard de réaction Δ_r G° à la température T = 298 K.

Le dichlore se décompose au contact de l'eau en acide hypochloreux HClO et en acide chlorhydrique. Écrire le bilan de cette réaction. Cette réaction est-elle une réaction acido-basique ou une…

Pourquoi faut-il attendre 20 minutes lors de l'opération 3 ? Écrire la réaction chimique qui s'est produite lors de l'opération 3.

Réaliser un schéma de la pile électrochimique classique précédente.

Déterminer les potentiels rédox E₊ et E₋ de chaque pôle, et en déduire E_NiCd, différence de potentiel prévue par la thermodynamique aux bornes de la pile.

En déduire la variation de la tension E_NiCd avec la température.

Les calculs précédents confirment-ils ou non ces propriétés ?

Déterminer les nombres d'oxydation des éléments Ni et Cd dans les espèces les contenant. En déduire les coefficients stœchiométriques pour ajuster l'équation de la réaction ci-dessus.

Quelle est la polarité de la pile ? Calculer sa force électromotrice.

Déterminer sa constante d'équilibre. Commenter la valeur obtenue.

Justifier le caractère réducteur du lithium. Quel ion le lithium peut-il former le plus facilement ?

Écrire la demi-équation électronique de réduction des ions Li⁺, la réaction d'insertion des atomes de lithium dans le graphite, puis en déduire la demi-équation électronique bilan modélisant…

Les espèces LiCoO₂ et CoO₂ forment un couple rédox. Identifier l'oxydant et le réducteur dans ce couple sachant que le nombre d'oxydation dans l'espèce LiCoO₂ est égal à la charge de l'ion…

Donner l'équation chimique de la réaction modélisant cette transformation chimique.

Identifier les transformations se produisant sur chacune des surfaces métalliques. Écrire les demi-équations électroniques correspondantes ainsi que l'équation de réaction (on prendra un nombre…

Déduire du schéma de la figure 3 et des données de l'énoncé l'expression de l'avancement maximal ξₘₐₓ de cette réaction lorsque la tige de AZ31 a été totalement corrodée.

Lors de la déchromatation, les ions Cr₂O₇²⁻ sont réduits en milieu acide en ions Cr³⁺ par les ions HSO₃⁻ qui s'oxydent en ions SO₄²⁻. Écrire la réaction chimique qui correspond à la réduction d'une…

En utilisant un sens d'écriture conforme au sens réel de réaction, écrire les demi-équations d'oxydo-réduction à chaque électrode en précisant s'il s'agit d'une oxydation ou d'une réduction.

En déduire que l'équation globale de fonctionnement de cette pile est identique à celle de la combustion du méthanol.

Quelles sont les réactions électrochimiques se déroulant dans la pile de Volta ? En déduire l'équation de la réaction globale qui a lieu au sein de la pile.

Faire un schéma simplifié mais d'étaillé de la pile en ne représentant qu'un seul disque de cuivre et un seul de zinc.

Quelle est la valeur de la tension à vide de la pile ?

La pile Volta a été par la suite améliorée en remplaçant la solution d'acide sulfurique par une solution de sulfate de cuivre. Expliquer en quoi consiste cette amélioration.

Etablir l'expression littérale du potentiel E₂₃ sur la frontière séparant les domaines 2 et 3 en fonction des concentrations de chacune des espèces. Calculer la valeur de ce potentiel frontière.

Expliquez à l'aide d'une équation d'oxydo-réduction la formation de l'espèce marron. Exprimer la constante d'équilibre associée à cette réaction et conclure.

En déduire la relation entre la quantité de IO₃⁻ et la quantité de l'espèce marron, puis relier la quantité initiale d'ions iodate avec le volume équivalent de la réaction de titrage par le…

Démontrer formellement que la transformation 6 7 est une réaction d'oxydoréduction. Identifier l'oxydant et le réducteur.

Préciser la valeur du nombre d'oxydation du plomb dans ces oxydes. Commenter la valeur pour Pb₃O_4(s).

Écrire les demi-équations électroniques correspondant à ces deux couples en considérant le dioxygène dissous en milieu aqueux. En déduire l'équation bilan liée au phénomène de corrosion du fer. Sur…

Justifier ce choix.

Écrire les demi-équations électroniques ayant lieu à l'anode et à la cathode. En déduire l'équation de la rédaction modélisant la transformation chimique associée à la protection cathodique de la…

Déterminer, par le calcul, l'équation de la frontière séparant Mg²⁺_(aq) et Mg_(s). Est-ce en accord avec le diagramme ?

Déterminer, par le calcul, la pente de la frontière séparant Mg(OH)_2(s) et Mg_(s).

En déduire la demi-équation d'oxydo-réduction qui se déroule au niveau de l'anode et celle qui se déroule au niveau de la cathode.

Associer, à chaque numéro de 1 à 7 de la figure 11, le terme manquant sur les lignes en pointillés, en choisissant parmi les termes suivants : anode, cathode, sens des électrons, sens du courant…

Donner la configuration électronique d'un atome de lithium dans son état fondamental. Comment justifier la valeur très basse du potentiel standard E°_Li⁺/Li_(s) ? Quelle autre propriété intéressante…

Écrire les équations du lithium métal et du sodium métal avec l'eau en milieu acide. On précise que le nombre stœchiométrique du métal alcalin sera égal à 2. Déterminer les valeurs des constantes…

À pH = 8,3, d'après les diagrammes E-pH, quelle réaction rédox se produit par ajout d'iodure de potassium KI ? Écrire la réaction correspondante.

À quel volume équivalent doit-on s'attendre ?

Ecrire la demi-équation redox du couple Zn(II)/Zn(0) en présence de ZnS_(s).

Calculer le potentiel standard apparent (à pH = 14) d'oxydoréduction du couple H₂O/H₂ et justifier à postériori le tracé des courbes courant-potentiel correspondantes.

À l'aide des diagrammes E-pH, justifier que l'acide ascorbique C₆H₈O₆ réagisse de façon quantitative avec le diiode I₂.

Écrire l'équation bilan de la réaction chimique qui s'est produite lors de l'étape 2. Pourquoi faut-il mettre de l'iodure de potassium en excès ?

Écrire l'équation bilan de la réaction chimique qui s'est produite lors de l'étape 3. Quel nom porte cette équation d'oxydo-réduction ?

Pourquoi ne fallait-il pas acidifier la solution avant l'ajout de l'iodure de potassium ?

Déterminer la charge électrique maximale Qₘₐₓ, en Coulomb, transférée par gramme d'ions lithium.

Écrire la demi-équation rédox de réduction des ions lithium, puis l'équation traduisant l'insertion de l'atome de lithium dans la structure carbonée.

Que peut-on dire de la stabilité de HNO₂ ? Ecrire l'équation correspondante et nommer la réaction.

Prévoir le comportement d'une lame de cuivre de 12,7 g plongée dans 300 mL d'une solution d'acide nitrique de concentration c = 2,00 mol⁻¹ : écrire une équation pour la réaction qui a lieu. Quelle…

Calculer l'avancement de la réaction ainsi que les quantités de matière des espèces à l'issue de la réaction.

Calculer la charge transférée lors de la réaction.

En déduire l'équation de la réaction d'oxydo-réduction ayant lieu dans l'erlenmeyer avant le dosage. Justifier le fait que cette réaction est quasi-totale.

En déduire une relation entre la quantité de matière de Fe²⁺ restants présente dans l'erlenmeyer et les quantités de matière initiales des réactifs.

Donner l'expression littérale permettant de calculer la quantité d'ions NO_3(aq)⁻ présents dans l'échantillon d'eau. Le calcul donne 2,78 · 10⁻⁵ moles d'ions NO_3(aq)⁻.

Proposer une structure pour l'intermédiaire « Int » formé par réduction de la solution de nitrate d'uranyl vers 0,0 V /ESH compatible avec les observations expérimentales. Cet intermédiaire est de…

Justifier que l'acide nitreux HNO₂ n'apparaît pas non plus dans le diagramme.

Pour mesurer la concentration molaire en acide hypochloreux, on utilise une sonde redox constituée d'une électrode de platine et d'une électrode au chlorure d'argent saturée comme référence (le…

Exprimer les potentiels associés à chacun des couples.

Montrer qu’il s’agit bien d’une réduction de l’oxyde Fe₃O₄(s) par le monoxyde de carbone gazeux CO(g). Lister le nombre de paramètres intensifs permettant la description de ce système…

Déterminer si le palladium métallique Pd(s) peut être oxydé par une solution concentrée d'acide chlorhydrique (acide fort). Déterminer également s'il peut être oxydé en milieu neutre (pH = 7) par le…

Calculer la variation Δ e° de la force électromotrice standard de la pile qui en découle. Commenter.

Dans l’hypothèse où la pile fonctionne de façon réversible à 25 °C, déterminer la masse minimale de lithium solide que doit contenir la pile neuve pour assurer le fonctionnement d’un flotteur Argo…

On caractérise la batterie par sa capacité spécifique C, qui est la charge électrique pouvant être délivrée par gramme de " matière active ". Calculer cette capacité spécifique dans le cas où la "…

Écrire les équations qui modélisent les transformations chimiques qui interviennent lors du passage en milieu acide et de l'ajout d'iodure de potassium (étape 3 du protocole). On pourra justifier la…

En utilisant une approche électrochimique, proposer une estimation de la masse d'un accumulateur 18650 de capacité spécifique 2600 mA.

Écrire l'équation de réaction modélisant la transformation chimique entre le composé obtenu et le dioxygène dissout O_2(g).

Montrer que les ions ClO⁻ ne sont pas stables et se décomposent selon une réaction dont on écrira l'équation bilan et dont on calculera la constante d'équilibre.

Déterminer l'expression de la force électromotrice de cette pile.

Déduire de E_NiCd la valeur de l'enthalpie libre standard Δ_r G° pour la réaction de décharge de l'accumulateur. Calculer à partir des données l'enthalpie standard de réaction Δ_r H°. En déduire…

Que valent les potentiels d'électrode quand la pile cesse de débiter ? Quelle est alors la composition de chaque bécher ?

Déterminer la concentration des différentes espèces présentes en quantité notable dans les solutions lorsque la pile est « usée ».

Donner la demi-équation d'oxydation de la capsaïcine et donner le nombre d'électrons échangés. Justifier alors que la réaction étudiée ici est irréversible.

La tension à vide mesurée aux bornes de cette pile est de 5,2 V. Expliciter cette valeur.

Calculer la tension aux bornes de la pile en prenant en compte des chutes de tension ohmique et cinétique sachant que cette pile constituée de 10 éléments débite un courant d'intensité 100 mA. On…

On constata que dans ces piles Cu/Zn la tension baissait de manière drastique au cours de leur fonctionnement. Proposer une explication à cette chute de tension.

Écrire l'équation de la réaction d'oxydo-réduction modélisant la transformation chimique entre le fer et le dioxygène dissous dans l'eau, en milieu proche de la neutralité.

Établir l'équation de la réaction menant des ions fer(II) Fe²⁺_(aq) à la formation de rouille Fe₂O_3(s).

Au contact du magnésium, la cuve est parcourue par une densité de courant de l'ordre de jₑ = 50 mA⁻². Estimer la durée de vie en jours de l'électrode de magnésium.

Lequel de ces deux métaux apparaît finalement le plus réactif ? Une comparaison des propriétés thermodynamiques et cinétiques est attendue.

Déterminer E⁰(HClO / Cl⁻) de deux manières, par le calcul et par lecture graphique.

Écrire l'équation de réaction modélisant la transformation observée lors du phénomène de corrosion par piqures.

À l'aide du digramme E-pH de l'iode, expliquer pourquoi dans l'étape 2, on ajoute de l'acide phosphorique avant d'ajouter le diiode. Donner le type de réaction faisant intervenir le diiode I₂ placé…

Donner les degrés d'oxydation de l'azote dans les quatre espèces azotées concernées. A l'aide d'un schéma présentant en ordonnée le degré d'oxydation et en abscisse les valeurs de pH, indiquer les…