CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 8
4 9 3
1,72
12,80
ZrO 2 existe
solution limpide
Zr 4+ majoritaire
solution limpide
pH
HZrO 3
− majoritaire
2. Pour un pH inférieur à 1,72 nous considérons le couple Zr 4+ /Zr dont la demi-équation
d’oxydoréduction prend la forme :
Zr
4+
+ 4 e
−
=
Zr (s).
Le potentiel d’oxydoréduction s’écrit :
E = E
◦
Zr
4+
/Zr
+
0, 06
4
log
Zr
4+
= −1,53 V.
Pour un pH compris entre 1,72 et 12,80 nous considérons le couple ZrO 2 /Zr dont la demiéquation d’oxydoréduction prend la forme :
ZrO 2 (s) + 4 H
+
+ 4 e
−
=
Zr (s) + 2 H 2 O.
Le potentiel d’oxydoréduction s’écrit :
E = E
◦
(ZrO 2 /Zr) +
0, 06
4
log h
4
= E
◦
(ZrO 2 /Zr) − 0, 06pH / V.
La constante E ◦ (ZrO 2 /Zr) peut être déterminée par continuité du potentiel lorsque pH =
1, 72 mais sa valeur importe peu : dans un but de tracé du diagramme E-pH seule importe
la valeur du coefficient directeur. Pour un pH supérieur à 12,80 nous considérons le couple
HZrO
−
3 /Zr dont la demi-équation d’oxydoréduction prend la forme :
HZrO
−
3
+ 5 H
+
+ 4 e
−
=
Zr (s) + 3 H 2 O.
Le potentiel d’oxydoréduction s’écrit :
E = E
◦
HZrO
−
3 /Zr
+
0, 06
4
log
h
5
HZrO
−
3
= E
◦
HZrO
−
3 /Zr
+
0, 06
4
log
HZrO
−
3
− 0, 075pH / V.
La constante E ◦
HZrO
−
3 /Zr
+
0, 06
4
log
HZrO
−
3
peut être déterminée par continuité du
potentiel en pH = 12, 80 mais là encore sa valeur importe peu : dans un but de tracé du
diagramme E-pH seule importe la valeur du coefficient directeur.
3. Le résultat obtenu est présenté à la figure suivante. Les droites pointillées représentent le
diagramme potentiel-pH de l’eau.