CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 8
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Pb 2+ (aq) + 2 e − = Pb (s)
E = E
◦
(Pb
2+
/Pb) + 0, 03 log
[Pb 2+ ]
c ◦ .
Pour [Pb 2+ ] = c T , on a E = E ◦ (Pb 2+ /Pb) = −0,13 V. Le point d’intersection avec la droite
(E H /V) = −0, 06 pH est à pH = 2, 2. Ainsi,
– pour pH < 2, 2 le plomb est instable et réagit avec les protons de l’eau suivant la réaction :
Pb (s) + 2 H + (aq) = Pb 2+ (aq) + H 2 (g)
– pour pH > 2, 2 le plomb est stable en solution aqueuse.
5. Le plomb et le dioxyde de plomb ont des domaines de stabilité disjoints et réagissent pour
former, en milieu acide, des ions Pb 2+ suivant la réaction d’équation-bilan :
Pb (s) + PbO 2 (s) + 4 H + (aq) = 2 Pb 2+ (aq) + 2 H 2 O ().
Il y a transformation du plomb de nombres d’oxydation 0 et (+IV) en plomb de nombre
d’oxydation intermédiaire (+II). C’est donc une réaction de médiamutation.
6. Un accumulateur au plomb fonctionne effectivement en milieu acide, et la réaction du
plomb sur les protons est un facteur de décharge de l’accumulateur. La réaction doit a priori
être lente vu que l’accumulateur au plomb est un système qui fonctionne. La réaction entre le
plomb et le dioxyde de plomb est une réaction entre deux solides, et par conséquent a priori
très limitée cinétiquement par la diffusion.
8.7 Étude du titane en solution aqueuse
1. Courbe a : couple H 2 O/H 2 (g) :
2 H
+
+ 2 e
−
=
H 2 (g).
Courbe b : couple O 2 (g)/H 2 O :
O 2 (g) + 4 H
+
+ 4 e
−
=
2 H 2 O.
2. Plus on monte dans le diagramme, plus les espèces sont oxydées, plus on va vers la droite
plus on rencontre des espèces basiques. On détermine le nombre d’oxydation du titane dans
les différentes espèces.
Ti 2+
: +II
; Ti 3+
: +III ; TiO 2+
: +IV ;
HTiO
−
3
: +IV ; Ti
:
0
; Ti(OH) 2 : +II ;
Ti(OH) 3 : +III ; TiO(OH) 2 : +IV.
Entre TiO(OH) 2 et HTiO
−
3 , l’espèce la plus acide est TiO(OH) 2 :
TiO(OH) 2
=
HTiO
−
3
+ H
+
.
Il n’y alors aucune difficulté pour attribuer les domaines :
domaine I
: Ti ;
domaine II
: Ti 2+ ;
domaine III
: Ti(OH) 2 ;
domaine IV
: Ti 3+ ;
domaine V
: Ti(OH) 3 ;
domaine VI
: TiO 2+ ;
domaine VII : TiO(OH) 2 ;
domaine VIII : HTiO
−
3 .
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Pb 2+ (aq) + 2 e − = Pb (s)
E = E
◦
(Pb
2+
/Pb) + 0, 03 log
[Pb 2+ ]
c ◦ .
Pour [Pb 2+ ] = c T , on a E = E ◦ (Pb 2+ /Pb) = −0,13 V. Le point d’intersection avec la droite
(E H /V) = −0, 06 pH est à pH = 2, 2. Ainsi,
– pour pH < 2, 2 le plomb est instable et réagit avec les protons de l’eau suivant la réaction :
Pb (s) + 2 H + (aq) = Pb 2+ (aq) + H 2 (g)
– pour pH > 2, 2 le plomb est stable en solution aqueuse.
5. Le plomb et le dioxyde de plomb ont des domaines de stabilité disjoints et réagissent pour
former, en milieu acide, des ions Pb 2+ suivant la réaction d’équation-bilan :
Pb (s) + PbO 2 (s) + 4 H + (aq) = 2 Pb 2+ (aq) + 2 H 2 O ().
Il y a transformation du plomb de nombres d’oxydation 0 et (+IV) en plomb de nombre
d’oxydation intermédiaire (+II). C’est donc une réaction de médiamutation.
6. Un accumulateur au plomb fonctionne effectivement en milieu acide, et la réaction du
plomb sur les protons est un facteur de décharge de l’accumulateur. La réaction doit a priori
être lente vu que l’accumulateur au plomb est un système qui fonctionne. La réaction entre le
plomb et le dioxyde de plomb est une réaction entre deux solides, et par conséquent a priori
très limitée cinétiquement par la diffusion.
8.7 Étude du titane en solution aqueuse
1. Courbe a : couple H 2 O/H 2 (g) :
2 H
+
+ 2 e
−
=
H 2 (g).
Courbe b : couple O 2 (g)/H 2 O :
O 2 (g) + 4 H
+
+ 4 e
−
=
2 H 2 O.
2. Plus on monte dans le diagramme, plus les espèces sont oxydées, plus on va vers la droite
plus on rencontre des espèces basiques. On détermine le nombre d’oxydation du titane dans
les différentes espèces.
Ti 2+
: +II
; Ti 3+
: +III ; TiO 2+
: +IV ;
HTiO
−
3
: +IV ; Ti
:
0
; Ti(OH) 2 : +II ;
Ti(OH) 3 : +III ; TiO(OH) 2 : +IV.
Entre TiO(OH) 2 et HTiO
−
3 , l’espèce la plus acide est TiO(OH) 2 :
TiO(OH) 2
=
HTiO
−
3
+ H
+
.
Il n’y alors aucune difficulté pour attribuer les domaines :
domaine I
: Ti ;
domaine II
: Ti 2+ ;
domaine III
: Ti(OH) 2 ;
domaine IV
: Ti 3+ ;
domaine V
: Ti(OH) 3 ;
domaine VI
: TiO 2+ ;
domaine VII : TiO(OH) 2 ;
domaine VIII : HTiO
−
3 .