Exercices 819
1. Quelle est la réaction chimique se produisant
lors de l’étape d’aération ?
Pourquoi doit-on procéder en milieu légèrement basique (pH = 8) plutôt qu’à pH = 6 ?
2. Quel est le rôle de la filtration ?
3. On suppose que l’eau à traiter a une concentration en Fe
2+ de 3,0 mg · L
−1 . Calculer la
concentration massique en oxygène dissous
qu’il faut obtenir pour réduire la concentration à moins de 200 μg · L
−1 (pour une réaction en système fermé).
4. À 20
◦ C, la solubilité dans l’eau de O 2 à pression atmosphérique vaut 9,0 mg · L
−1 . Commenter.
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)
H 2
H 2 O
O 2
Fe
Fe
2+
Fe
3+
Fe(OH) 3
Fe(OH) 2
Fer
Exercice 31.4 Cuivre
Méthode (31.2)
On considère le diagramme potentiel-pH du cuivre aux degrés d’oxydation 0/+I d’une part, celui du
cuivre aux degrés +I/+II d’autre part, établis avec une concentration de travail c = 0,010 mol · L
−1 .
On se propose de tracer un diagramme potentiel-pH complet, avec les degrés 0, +I et +II.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−0.4
−0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
E (V)
Cu
Cu
+
Cu 2 O
Cuivre
0
1
2
3
4
5
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9 10 11 12 13 14
pH
−0.4
−0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
E (V)
Cu
+
Cu 2 O
Cu
2+
Cu(OH) 2
Cuivre
Données : potentiels standard E
◦
Cu 2+ /Cu + = 0,16 V, E
◦
Cu + /Cu = 0,52 V, E
◦
Cu 2+ /Cu = 0,34 V. Produit
ionique de l’eau K e = 10
−14,0 .
1. Écrire la réaction de dissolution de Cu 2 O, en faisant intervenir H 2 O comme second réactif.
Déduire des diagrammes le produit de solubilité de l’oxyde de cuivre Cu 2 O.
2. Déterminer par le calcul les potentiels aux frontières pour les couples Cu
+
/Cu et Cu
2+ /Cu
+ .
Ces résultats sont-ils en accord avec les diagrammes potentiel-pH fournis ?
3. Déterminer la pente de la droite séparant les domaines de stabilité de Cu 2 O et Cu. En déduire
son équation sous forme numérique.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
1. Quelle est la réaction chimique se produisant
lors de l’étape d’aération ?
Pourquoi doit-on procéder en milieu légèrement basique (pH = 8) plutôt qu’à pH = 6 ?
2. Quel est le rôle de la filtration ?
3. On suppose que l’eau à traiter a une concentration en Fe
2+ de 3,0 mg · L
−1 . Calculer la
concentration massique en oxygène dissous
qu’il faut obtenir pour réduire la concentration à moins de 200 μg · L
−1 (pour une réaction en système fermé).
4. À 20
◦ C, la solubilité dans l’eau de O 2 à pression atmosphérique vaut 9,0 mg · L
−1 . Commenter.
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pH
−1.0
−0.5
0.0
0.5
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1.5
2.0
E (V)
H 2
H 2 O
O 2
Fe
Fe
2+
Fe
3+
Fe(OH) 3
Fe(OH) 2
Fer
Exercice 31.4 Cuivre
Méthode (31.2)
On considère le diagramme potentiel-pH du cuivre aux degrés d’oxydation 0/+I d’une part, celui du
cuivre aux degrés +I/+II d’autre part, établis avec une concentration de travail c = 0,010 mol · L
−1 .
On se propose de tracer un diagramme potentiel-pH complet, avec les degrés 0, +I et +II.
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pH
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0.0
0.2
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0.6
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E (V)
Cu
Cu
+
Cu 2 O
Cuivre
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E (V)
Cu
+
Cu 2 O
Cu
2+
Cu(OH) 2
Cuivre
Données : potentiels standard E
◦
Cu 2+ /Cu + = 0,16 V, E
◦
Cu + /Cu = 0,52 V, E
◦
Cu 2+ /Cu = 0,34 V. Produit
ionique de l’eau K e = 10
−14,0 .
1. Écrire la réaction de dissolution de Cu 2 O, en faisant intervenir H 2 O comme second réactif.
Déduire des diagrammes le produit de solubilité de l’oxyde de cuivre Cu 2 O.
2. Déterminer par le calcul les potentiels aux frontières pour les couples Cu
+
/Cu et Cu
2+ /Cu
+ .
Ces résultats sont-ils en accord avec les diagrammes potentiel-pH fournis ?
3. Déterminer la pente de la droite séparant les domaines de stabilité de Cu 2 O et Cu. En déduire
son équation sous forme numérique.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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