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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 611 — #619
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DIAGRAMME E-PH DU FER
par ajout d’une solution de soude (sans variation de volume). Lorsque le précipité Fe(OH) 3 (s)
apparaît le produit de solubilité est vérifié :
10
−38 = 10
−2
K e
h
3
qui implique :
pH = 2, 33.
Ainsi au dessus de pH = 2, 33 le précipité Fe(OH) 3 (s) est présent. Au dessous de ce pH la
seule forme du fer de nombre d’oxydation égal à +III reste l’ion Fe 3+ . Le domaine d’existence de Fe(OH) 3 (s) est rencontré pour pH supérieur à 2, 33.
Allure du diagramme de situation, frontières
Le diagramme figurant le positionnement relatif des espèces en potentiel et en pH est présenté à la figure 10.2. Il signale l’existence de frontières verticales, et préfigure la position
relative des domaines de stabilité d’espèces de nombre d’oxydation différent.
pH
n.o.
+III
+I
Fe 3+
Fe(OH) 3 (s)
Fe 2+
Fe(OH) 2 (s)
Fe(s)
0
2,3
7,5
FIGURE 10.2 – Diagramme de situation (cas du fer)
Le diagramme de situation indique les couples oxydant-réducteur à considérer en fonction
du pH pour la détermination de frontières entre espèces de nombre d’oxydation différent.
• Pour pH < 2, 33 les couples oxydant-réducteur sont : Fe 3+ /Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s).
• Pour 2, 33 < pH < 7, 45 il faut considérer les couples : Fe(OH) 3 (s)/Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s).
• Pour pH > 7, 45 les couples sont : Fe(OH) 3 (s)/Fe(OH) 2 (s) et Fe(OH) 2 (s)/Fe(s).
Nous pouvons identifier à l’aide du diagramme de situation les substances susceptibles de présenter une frontière commune sur le diagramme E−pH. Ainsi nous identifions clairement qu’il est raisonnable de rechercher l’équation de la frontière séparant les domaines de prédominance des ions Fe 2+ et des ions Fe 3+ mais qu’il peut
sembler a priori absurde d’envisager une frontière entre les domaines d’existence de
Fe(s) et de Fe(OH) 3 (s). Le diagramme de situation préfigure l’allure définitive du
diagramme E-pH.
Le diagramme de situation ne fait pas clairement apparaître des situations plus compliquées, notamment les espèces instables à cause de réactions de dismutation. Cette
situation est envisagée dans la suite du cours.
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par ajout d’une solution de soude (sans variation de volume). Lorsque le précipité Fe(OH) 3 (s)
apparaît le produit de solubilité est vérifié :
10
−38 = 10
−2
K e
h
3
qui implique :
pH = 2, 33.
Ainsi au dessus de pH = 2, 33 le précipité Fe(OH) 3 (s) est présent. Au dessous de ce pH la
seule forme du fer de nombre d’oxydation égal à +III reste l’ion Fe 3+ . Le domaine d’existence de Fe(OH) 3 (s) est rencontré pour pH supérieur à 2, 33.
Allure du diagramme de situation, frontières
Le diagramme figurant le positionnement relatif des espèces en potentiel et en pH est présenté à la figure 10.2. Il signale l’existence de frontières verticales, et préfigure la position
relative des domaines de stabilité d’espèces de nombre d’oxydation différent.
pH
n.o.
+III
+I
Fe 3+
Fe(OH) 3 (s)
Fe 2+
Fe(OH) 2 (s)
Fe(s)
0
2,3
7,5
FIGURE 10.2 – Diagramme de situation (cas du fer)
Le diagramme de situation indique les couples oxydant-réducteur à considérer en fonction
du pH pour la détermination de frontières entre espèces de nombre d’oxydation différent.
• Pour pH < 2, 33 les couples oxydant-réducteur sont : Fe 3+ /Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s).
• Pour 2, 33 < pH < 7, 45 il faut considérer les couples : Fe(OH) 3 (s)/Fe 2+ et Fe 2+ /Fe(s).
• Pour pH > 7, 45 les couples sont : Fe(OH) 3 (s)/Fe(OH) 2 (s) et Fe(OH) 2 (s)/Fe(s).
Nous pouvons identifier à l’aide du diagramme de situation les substances susceptibles de présenter une frontière commune sur le diagramme E−pH. Ainsi nous identifions clairement qu’il est raisonnable de rechercher l’équation de la frontière séparant les domaines de prédominance des ions Fe 2+ et des ions Fe 3+ mais qu’il peut
sembler a priori absurde d’envisager une frontière entre les domaines d’existence de
Fe(s) et de Fe(OH) 3 (s). Le diagramme de situation préfigure l’allure définitive du
diagramme E-pH.
Le diagramme de situation ne fait pas clairement apparaître des situations plus compliquées, notamment les espèces instables à cause de réactions de dismutation. Cette
situation est envisagée dans la suite du cours.
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