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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 594 — #602
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 9 – OXYDORÉDUCTION
3. a. Pour diluer dix fois la solution titrante, on prélève 10,0 mL de la solution initiale à l’aide d’une
pipette jaugée, on introduit la solution dans une fiole jaugée de 100 mL et on complète à 100 mL avec
de l’eau distillée.
b. Les résultats obtenus avec les mesures précédentes sont discutables à cause de la faible précision
sur la détermination du volume : lorsque l’expérimentateur rapporte un volume de 0,9 mL c’est en
fait un volume compris entre 0,85 mL et 0,95 mL ce qui conduit à une concentration comprise entre
4,76.10 −2 mol·L −1 et 4,79.10 −2 mol·L −1 , soit effectivement 4,78.10 −2 mol·L −1 .
c. La modification proposée par le professeur permet d’améliorer la précision de la détermination de la
concentration en ion stanneux.
d. En reprenant le calcul, la concentration c en ion stanneux s’écrit :
c =
(5.10 −3 × 0, 1 − 0, 5 × 9, 2.10 −3 .0, 005)
10.10 −3
= 4,77.10
−2 mol·L
−1 .
9.11 Pile à combustible à méthanol direct
1. Le méthanol subit une oxydation en dioxyde de carbone :
CH 3 OH () + H 2 O ( 1)
=
CO 2 (g) + 6 H
+ (1) + 6 e
−
en notant sous la forme H 2 O( 1) l’eau du compartiment (1) et H + (1) les protons solvatés du compartiment 1. L’expression du potentiel de NERNST E 1 correspondant s’écrit :
E 1 = E
◦ (CO 2 /CH 3 OH) +
e ◦
6
log
[H + ] 6 p(CO 2 )
p ◦ x(H 2 O)x(CH 3 OH)
avec x(i) fraction molaire de l’espèce i.
2. Le dioxygène subit une réaction de réduction :
O 2 (g) + 4 H
+ (2) + 4 e
−
=
2 H 2 O ( 2)
en notant sous la forme H 2 O( 2) l’eau du compartiment (2) et H + (2) les protons solvatés du compartiment 2. L’expression du potentiel de NERNST E 2 correspondant s’écrit :
E 2 = E
◦ (O 2 /H 2 O) +
e ◦
4
log
[H + ] 4 p(O 2 )
p ◦
.
3. Le courant circule dans le circuit, à l’extérieur de la pile, en partant de la demi-pile 2 vers la demi-pile
1. Le pôle positif se situe dans la demi-pile 2 et le pôle négatif se situe dans la demi-pile 1. La force
électromotrice s’exprime par :
u = E 2 − E 1 = E
◦ (O 2 /H 2 O) +
e ◦
4
log
[H + ] 4 p(O 2 )
p ◦
−E
◦ (CO 2 /CH 3 OH) −
e ◦
6
log
[H + ] 6 p(CO 2 )
p ◦ x(H 2 O)x(CH 3 OH)
.
4. À la cathode a lieu une réduction (demi-pile 2) et à l’anode a lieu une oxydation (demi-pile1). La
réaction de pile correspond à la somme des événements ayant lieu à l’anode et à la cathode (et ne faisant
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 9 – OXYDORÉDUCTION
3. a. Pour diluer dix fois la solution titrante, on prélève 10,0 mL de la solution initiale à l’aide d’une
pipette jaugée, on introduit la solution dans une fiole jaugée de 100 mL et on complète à 100 mL avec
de l’eau distillée.
b. Les résultats obtenus avec les mesures précédentes sont discutables à cause de la faible précision
sur la détermination du volume : lorsque l’expérimentateur rapporte un volume de 0,9 mL c’est en
fait un volume compris entre 0,85 mL et 0,95 mL ce qui conduit à une concentration comprise entre
4,76.10 −2 mol·L −1 et 4,79.10 −2 mol·L −1 , soit effectivement 4,78.10 −2 mol·L −1 .
c. La modification proposée par le professeur permet d’améliorer la précision de la détermination de la
concentration en ion stanneux.
d. En reprenant le calcul, la concentration c en ion stanneux s’écrit :
c =
(5.10 −3 × 0, 1 − 0, 5 × 9, 2.10 −3 .0, 005)
10.10 −3
= 4,77.10
−2 mol·L
−1 .
9.11 Pile à combustible à méthanol direct
1. Le méthanol subit une oxydation en dioxyde de carbone :
CH 3 OH () + H 2 O ( 1)
=
CO 2 (g) + 6 H
+ (1) + 6 e
−
en notant sous la forme H 2 O( 1) l’eau du compartiment (1) et H + (1) les protons solvatés du compartiment 1. L’expression du potentiel de NERNST E 1 correspondant s’écrit :
E 1 = E
◦ (CO 2 /CH 3 OH) +
e ◦
6
log
[H + ] 6 p(CO 2 )
p ◦ x(H 2 O)x(CH 3 OH)
avec x(i) fraction molaire de l’espèce i.
2. Le dioxygène subit une réaction de réduction :
O 2 (g) + 4 H
+ (2) + 4 e
−
=
2 H 2 O ( 2)
en notant sous la forme H 2 O( 2) l’eau du compartiment (2) et H + (2) les protons solvatés du compartiment 2. L’expression du potentiel de NERNST E 2 correspondant s’écrit :
E 2 = E
◦ (O 2 /H 2 O) +
e ◦
4
log
[H + ] 4 p(O 2 )
p ◦
.
3. Le courant circule dans le circuit, à l’extérieur de la pile, en partant de la demi-pile 2 vers la demi-pile
1. Le pôle positif se situe dans la demi-pile 2 et le pôle négatif se situe dans la demi-pile 1. La force
électromotrice s’exprime par :
u = E 2 − E 1 = E
◦ (O 2 /H 2 O) +
e ◦
4
log
[H + ] 4 p(O 2 )
p ◦
−E
◦ (CO 2 /CH 3 OH) −
e ◦
6
log
[H + ] 6 p(CO 2 )
p ◦ x(H 2 O)x(CH 3 OH)
.
4. À la cathode a lieu une réduction (demi-pile 2) et à l’anode a lieu une oxydation (demi-pile1). La
réaction de pile correspond à la somme des événements ayant lieu à l’anode et à la cathode (et ne faisant
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