818 Chapitre 31
Diagrammes potentiel-pH
1. Placer les 7 espèces dans les domaines notés
A, B, C, D, E, F et G.
2. Déduire du diagramme le produit de solubilité
de l’hydroxyde de manganèse Mn(OH) 2 .
3. Calculer la pente de la frontière entre les domaines de MnO 2 et MnO
–
4 .
4. Déterminer la stabilité de l’ion permanganate MnO
–
4 dans l’eau. Le cas échéant, écrire
l’équation de la réaction avec l’eau.
5. L’ion permanganate est souvent utilisé comme
oxydant en solution aqueuse. Est-ce en contradiction avec le résultat précédent ?
6. Lorsqu’on introduit de la poudre de manganèse dans une solution aqueuse très acide, on
observe un dégagement gazeux et la disparition du solide. Expliquer en écrivant l’équation de la réaction.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−2.0
−1.5
−1.0
−0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
E (V)
H 2
H 2 O
O 2
A
B
C
D
E
F
G
Mangan` ese
Exercice 31.3 Déferrisation de l’eau potable
Méthode (31.4)
Le fer contenu dans l’eau (généralement au degré d’oxydation +II) doit être éliminé pour la distribution d’eau potable en raison de son goût désagréable et des précipités colorés qu’il peut générer.
Le diagramme potentiel-pH du fer est donné ci-après, établi avec une concentration de travail
c = 0,010 mol · L
−1 . Celui de l’eau (en ligne pointillée) est aussi représenté.
La déferrisation de l’eau se fait en trois étapes : l’aération, la décantation et le filtrage. Le fer
est principalement au degré d’oxydation +II. Initialement, le pH de l’eau est proche de 6 ; il est
augmenté à une valeur proche de 8. L’aération consiste à faire un brassage de l’eau par l’air, de
manière à dissoudre le maximum de dioxygène. La décantation permet de laisser les précipités
descendre au fond du bassin. Le filtrage consiste à faire passer l’eau dans un milieu poreux afin de
retenir les précipités. Un filtre à sable est généralement utilisé pour cela.
En France, la limite acceptable de fer dissous (Fe
2+ ) dans l’eau potable est fixée à 200 μg · L
−1 .
Données : masses molaires M (O) = 16 g · mol
−1 , M (Fe) = 56 g · mol
−1 .
partagelivrescpge.blogspot.com
Diagrammes potentiel-pH
1. Placer les 7 espèces dans les domaines notés
A, B, C, D, E, F et G.
2. Déduire du diagramme le produit de solubilité
de l’hydroxyde de manganèse Mn(OH) 2 .
3. Calculer la pente de la frontière entre les domaines de MnO 2 et MnO
–
4 .
4. Déterminer la stabilité de l’ion permanganate MnO
–
4 dans l’eau. Le cas échéant, écrire
l’équation de la réaction avec l’eau.
5. L’ion permanganate est souvent utilisé comme
oxydant en solution aqueuse. Est-ce en contradiction avec le résultat précédent ?
6. Lorsqu’on introduit de la poudre de manganèse dans une solution aqueuse très acide, on
observe un dégagement gazeux et la disparition du solide. Expliquer en écrivant l’équation de la réaction.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−2.0
−1.5
−1.0
−0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
E (V)
H 2
H 2 O
O 2
A
B
C
D
E
F
G
Mangan` ese
Exercice 31.3 Déferrisation de l’eau potable
Méthode (31.4)
Le fer contenu dans l’eau (généralement au degré d’oxydation +II) doit être éliminé pour la distribution d’eau potable en raison de son goût désagréable et des précipités colorés qu’il peut générer.
Le diagramme potentiel-pH du fer est donné ci-après, établi avec une concentration de travail
c = 0,010 mol · L
−1 . Celui de l’eau (en ligne pointillée) est aussi représenté.
La déferrisation de l’eau se fait en trois étapes : l’aération, la décantation et le filtrage. Le fer
est principalement au degré d’oxydation +II. Initialement, le pH de l’eau est proche de 6 ; il est
augmenté à une valeur proche de 8. L’aération consiste à faire un brassage de l’eau par l’air, de
manière à dissoudre le maximum de dioxygène. La décantation permet de laisser les précipités
descendre au fond du bassin. Le filtrage consiste à faire passer l’eau dans un milieu poreux afin de
retenir les précipités. Un filtre à sable est généralement utilisé pour cela.
En France, la limite acceptable de fer dissous (Fe
2+ ) dans l’eau potable est fixée à 200 μg · L
−1 .
Données : masses molaires M (O) = 16 g · mol
−1 , M (Fe) = 56 g · mol
−1 .
partagelivrescpge.blogspot.com