EXERCICES
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en présence d’ions HO − ) et de l’hexacyanoferrate(III) de potassium (indicateur
incolore qui devient bleu en présence d’ions Fe 2+ ). On observe une coloration bleue
autour de la tête et la pointe et une coloration rose autour de la partie centrale du
clou. On suppose que du dioxygène dissous est présent dans la solution gélifiée.
– On refait la même expérience en enroulant un ruban de zinc autour de la partie
centrale du clou. Il n’y a pas de coloration bleue mais un voile blanchâtre autour du
zinc.
9. Dans quels cas des zones différentes d’une même pièce métallique peuvent-elles
avoir un comportement électrochimique différent ?
10. Expliquer le phénomène observé dans la première expérience en écrivant les différentes réactions qui ont lieu dans la solution.
11. Que se passe-t-il dans la deuxième expérience ? En déduire une utilisation du zinc
dans la vie courante.
Données à 298 K : potentiels standard :
E ◦ (H
+
/H 2 (g)) = 0,00 V ; E ◦ (O 2 (g)/H 2 O) = 1,23 V ;
E ◦
Fe
2+
/Fe(s)
= −0,44 V ; E ◦
Fe
3+
/Fe
2+
= 0,77 V ;
E ◦
Zn
2+
/Zn(s)
= −0,76 V.
Zn(OH) 2 (s)
=
Zn
2+
+ 2 HO
−
pK s = 17
Zn
2+
+ 4 HO
−
=
[Zn(OH) 4 ]
2−
log β 4 = 15.
9.5 Préparation du manganèse par électrolyse (E4A PSI 1999)
(##)
L’électrolyseur possède la structure suivante. Les deux compartiments sont séparés
par un diaphragme, l’anode est un alliage à base de plomb que l’on assimile à une
électrode en plomb. Elle plonge dans une solution (appelée solution A) de sulfate
de manganèse acidifié (pH = 1, 0). La cathode est en acier ; le manganèse qui s’y
dépose est enlevé par martelage ; on peut donc considérer que cette électrode est en
manganèse. Elle plonge dans une solution (appelée solution B) de sulfate de manganèse ajustée à pH = 6, 0 par une solution de sulfate d’ammonium. On considère
que les ions sulfate et les ions ammonium sont, dans ces conditions, indifférents aux
échanges électroniques.
Les figures 9.22 et 9.23 décrivent les courbes intensité-potentiel mesurées aux électrodes, avec en ordonnée j, la densité surfacique de courant et en abscisse V ESH , le
potentiel de l’électrode de travail dont la valeur est rapportée à l’électrode standard à
hydrogène. Pour la figure 9.22, l’électrode est en manganèse. L’étude (a) a été faite
pour un électrolyte constitué par la solution de sulfate d’ammonium (pH = 6, 0).
L’électrolyte de l’étude (b) est la solution B.
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en présence d’ions HO − ) et de l’hexacyanoferrate(III) de potassium (indicateur
incolore qui devient bleu en présence d’ions Fe 2+ ). On observe une coloration bleue
autour de la tête et la pointe et une coloration rose autour de la partie centrale du
clou. On suppose que du dioxygène dissous est présent dans la solution gélifiée.
– On refait la même expérience en enroulant un ruban de zinc autour de la partie
centrale du clou. Il n’y a pas de coloration bleue mais un voile blanchâtre autour du
zinc.
9. Dans quels cas des zones différentes d’une même pièce métallique peuvent-elles
avoir un comportement électrochimique différent ?
10. Expliquer le phénomène observé dans la première expérience en écrivant les différentes réactions qui ont lieu dans la solution.
11. Que se passe-t-il dans la deuxième expérience ? En déduire une utilisation du zinc
dans la vie courante.
Données à 298 K : potentiels standard :
E ◦ (H
+
/H 2 (g)) = 0,00 V ; E ◦ (O 2 (g)/H 2 O) = 1,23 V ;
E ◦
Fe
2+
/Fe(s)
= −0,44 V ; E ◦
Fe
3+
/Fe
2+
= 0,77 V ;
E ◦
Zn
2+
/Zn(s)
= −0,76 V.
Zn(OH) 2 (s)
=
Zn
2+
+ 2 HO
−
pK s = 17
Zn
2+
+ 4 HO
−
=
[Zn(OH) 4 ]
2−
log β 4 = 15.
9.5 Préparation du manganèse par électrolyse (E4A PSI 1999)
(##)
L’électrolyseur possède la structure suivante. Les deux compartiments sont séparés
par un diaphragme, l’anode est un alliage à base de plomb que l’on assimile à une
électrode en plomb. Elle plonge dans une solution (appelée solution A) de sulfate
de manganèse acidifié (pH = 1, 0). La cathode est en acier ; le manganèse qui s’y
dépose est enlevé par martelage ; on peut donc considérer que cette électrode est en
manganèse. Elle plonge dans une solution (appelée solution B) de sulfate de manganèse ajustée à pH = 6, 0 par une solution de sulfate d’ammonium. On considère
que les ions sulfate et les ions ammonium sont, dans ces conditions, indifférents aux
échanges électroniques.
Les figures 9.22 et 9.23 décrivent les courbes intensité-potentiel mesurées aux électrodes, avec en ordonnée j, la densité surfacique de courant et en abscisse V ESH , le
potentiel de l’électrode de travail dont la valeur est rapportée à l’électrode standard à
hydrogène. Pour la figure 9.22, l’électrode est en manganèse. L’étude (a) a été faite
pour un électrolyte constitué par la solution de sulfate d’ammonium (pH = 6, 0).
L’électrolyte de l’étude (b) est la solution B.