DIAGRAMME E–PH DU FER
249
a) pH de précipitation
Déterminons, pour un nombre d’oxydation fixé (ici +II ou +III), la gamme de pH
dans laquelle existent les précipités d’hydroxydes de fer. Étudions tout d’abord le cas
du fer au nombre d’oxydation égal à +II.
Pour ce faire, considérons une solution contenant des ions Fe 2+ à la concentration
de tracé ; le pH est élevé par ajout de soude (sans variation de volume). Lorsque le
précipité Fe(OH) 2 (s) apparaît, la loi de GULDBERG et WAAGE K s 2 = [OH − ] 2 [Fe 2+ ]
s’applique :
10
−15,1
= 10
−2
K e
h
2
qui implique : pH = 7, 5. Ainsi, au-dessus de pH = 7, 5 le précipité Fe(OH) 2 (s) est
présent.
Au-dessous de ce pH la seule forme du fer de nombre d’oxydation égal à +II reste
l’ion Fe 2+ . De la même façon nous pouvons étudier le cas du fer au nombre d’oxydation égal à +III : considérons une solution contenant des ions Fe 3+ à la concentration
de tracé ; le pH est élevé par ajout d’une solution de soude (sans variation de volume).
Lorsque le précipité Fe(OH) 3 (s) apparaît, la loi de GULDBERG et WAAGE K s 3 =
[OH − ] 3 [Fe 3+ ] s’applique :
10
−38
= 10
−2
K e
h
3
qui implique : pH = 2, 3.
Ainsi au-dessus de pH = 2, 3 le précipité Fe(OH) 3 (s) est présent. Au-dessous de ce
pH la seule forme du fer de nombre d’oxydation égal à +III reste l’ion Fe 3+ .
b) Diagramme de situation
Le diagramme figurant le positionnement relatif des espèces en potentiel et en pH est
présenté figure 8.3.
Le diagramme de situation indique les couples oxydant-réducteur à considérer en
fonction du pH :
– pour pH < 2,3 il faut considérer les couples Fe 3+ /Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s) ;
– pour 2,3 < pH < 7,5 il faut considérer les couples Fe(OH) 3 (s)/Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s) ;
– pour pH > 7,5 les couples majoritaires engagés sont Fe(OH) 3 (s)/Fe(OH) 2 (s) et
Fe(OH) 2 (s)/Fe(s).
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a) pH de précipitation
Déterminons, pour un nombre d’oxydation fixé (ici +II ou +III), la gamme de pH
dans laquelle existent les précipités d’hydroxydes de fer. Étudions tout d’abord le cas
du fer au nombre d’oxydation égal à +II.
Pour ce faire, considérons une solution contenant des ions Fe 2+ à la concentration
de tracé ; le pH est élevé par ajout de soude (sans variation de volume). Lorsque le
précipité Fe(OH) 2 (s) apparaît, la loi de GULDBERG et WAAGE K s 2 = [OH − ] 2 [Fe 2+ ]
s’applique :
10
−15,1
= 10
−2
K e
h
2
qui implique : pH = 7, 5. Ainsi, au-dessus de pH = 7, 5 le précipité Fe(OH) 2 (s) est
présent.
Au-dessous de ce pH la seule forme du fer de nombre d’oxydation égal à +II reste
l’ion Fe 2+ . De la même façon nous pouvons étudier le cas du fer au nombre d’oxydation égal à +III : considérons une solution contenant des ions Fe 3+ à la concentration
de tracé ; le pH est élevé par ajout d’une solution de soude (sans variation de volume).
Lorsque le précipité Fe(OH) 3 (s) apparaît, la loi de GULDBERG et WAAGE K s 3 =
[OH − ] 3 [Fe 3+ ] s’applique :
10
−38
= 10
−2
K e
h
3
qui implique : pH = 2, 3.
Ainsi au-dessus de pH = 2, 3 le précipité Fe(OH) 3 (s) est présent. Au-dessous de ce
pH la seule forme du fer de nombre d’oxydation égal à +III reste l’ion Fe 3+ .
b) Diagramme de situation
Le diagramme figurant le positionnement relatif des espèces en potentiel et en pH est
présenté figure 8.3.
Le diagramme de situation indique les couples oxydant-réducteur à considérer en
fonction du pH :
– pour pH < 2,3 il faut considérer les couples Fe 3+ /Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s) ;
– pour 2,3 < pH < 7,5 il faut considérer les couples Fe(OH) 3 (s)/Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s) ;
– pour pH > 7,5 les couples majoritaires engagés sont Fe(OH) 3 (s)/Fe(OH) 2 (s) et
Fe(OH) 2 (s)/Fe(s).