L’essentiel du cours 811
Quel est l’allure du diagramme potentiel-pH du chlore ?
Continuons avec l’élément chlore en considérant les espèces suivantes : Cl 2 (g), Cl
– , HClO, ClO
–
avec une concentration en espèces dissoutes c tra = 1,0 · 10
−2 mol · L
−1 et une pression partielle en
espèce gazeuse P tra = 1,0 bar. On précise pK a (HClO/ClO
– ) = 7,5.
Un raisonnement analogue permet d’obtenir le tableau et le diagramme potentiel-pH suivants :
pH
7,5
n.o.
−I
0
+I
Cl
–
Cl 2
HClO
ClO
–
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−1.0
−0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
E (V)
Cl
−
Cl 2
HClO
ClO
−
Chlore
Figure 31.3. Diagramme E − pH du chlore.
Quelle particularité présente le diagramme potentiel-pH du chlore ?
On observe qu’au dessus d’un pH de 3,3 l’espèce Cl 2 ne présente plus de domaine. Les frontières
des couples Cl(+I)/Cl(0) et Cl(0)/Cl(−I) laissent place à la frontière Cl(+I)/Cl(−I).
Zoomons sur cette partie en prolongeant en pointillés les frontières des couples HClO/Cl 2 et
Cl 2 /Cl
– , au delà de pH = 3,3.
Cl 2
HClO
Cl 2
Cl
–
HClO
Cl 2
Cl 2
Cl
–
Cl 2
HClO
Cl
–
HClO
Cl
–
Utilisons les conclusions du chapitre 30 pour commenter la figure de gauche.
• À pH < 3,3 : E HClO/Cl 2 > E Cl 2 /Cl
– .
HClO oxyde Cl
– selon la médiamutation : 2 HClO + 2 Cl
– + 2 H
+ = 2 Cl 2 + 2 H 2 O.
Cela se traduit par l’existence d’un domaine de stabilité de Cl 2 commun aux deux couples.
• À pH > 3,3 : E Cl 2 /Cl
– > E HClO/Cl 2 .
Il y a deux domaines disjoints pour Cl 2 (en pointillés). Le dichlore Cl 2 n’est pas stable et
réagit avec lui-même selon la dismutation : 2 Cl 2 + 2 H 2 O = 2 HClO + 2 Cl
– + 2 H
+
.
Le dichlore ne possède donc plus de domaine de stabilité à partir de pH > 3,3.
Pour pH > 3,3 il apparaît une frontière entre les deux espèces stables Cl
– et HClO (figure
de droite).
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
Quel est l’allure du diagramme potentiel-pH du chlore ?
Continuons avec l’élément chlore en considérant les espèces suivantes : Cl 2 (g), Cl
– , HClO, ClO
–
avec une concentration en espèces dissoutes c tra = 1,0 · 10
−2 mol · L
−1 et une pression partielle en
espèce gazeuse P tra = 1,0 bar. On précise pK a (HClO/ClO
– ) = 7,5.
Un raisonnement analogue permet d’obtenir le tableau et le diagramme potentiel-pH suivants :
pH
7,5
n.o.
−I
0
+I
Cl
–
Cl 2
HClO
ClO
–
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−1.0
−0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
E (V)
Cl
−
Cl 2
HClO
ClO
−
Chlore
Figure 31.3. Diagramme E − pH du chlore.
Quelle particularité présente le diagramme potentiel-pH du chlore ?
On observe qu’au dessus d’un pH de 3,3 l’espèce Cl 2 ne présente plus de domaine. Les frontières
des couples Cl(+I)/Cl(0) et Cl(0)/Cl(−I) laissent place à la frontière Cl(+I)/Cl(−I).
Zoomons sur cette partie en prolongeant en pointillés les frontières des couples HClO/Cl 2 et
Cl 2 /Cl
– , au delà de pH = 3,3.
Cl 2
HClO
Cl 2
Cl
–
HClO
Cl 2
Cl 2
Cl
–
Cl 2
HClO
Cl
–
HClO
Cl
–
Utilisons les conclusions du chapitre 30 pour commenter la figure de gauche.
• À pH < 3,3 : E HClO/Cl 2 > E Cl 2 /Cl
– .
HClO oxyde Cl
– selon la médiamutation : 2 HClO + 2 Cl
– + 2 H
+ = 2 Cl 2 + 2 H 2 O.
Cela se traduit par l’existence d’un domaine de stabilité de Cl 2 commun aux deux couples.
• À pH > 3,3 : E Cl 2 /Cl
– > E HClO/Cl 2 .
Il y a deux domaines disjoints pour Cl 2 (en pointillés). Le dichlore Cl 2 n’est pas stable et
réagit avec lui-même selon la dismutation : 2 Cl 2 + 2 H 2 O = 2 HClO + 2 Cl
– + 2 H
+
.
Le dichlore ne possède donc plus de domaine de stabilité à partir de pH > 3,3.
Pour pH > 3,3 il apparaît une frontière entre les deux espèces stables Cl
– et HClO (figure
de droite).
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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