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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 612 — #620
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CHAPITRE 10 – DIAGRAMMES POTENTIEL-PH
Diagramme de situation du thallium
Dresser le diagramme de situation correspondant au thallium Tl dont les formes considérées sont Tl(s), Tl
+ , Tl
3+ et l’hydroxyde Tl(OH) 3 (s). On donne à 298 K la valeur numérique
pK s (Tl(OH) 3 (s)) = 44. La convention de tracé adoptée est c tra = 10 −4 mol·L −1 (concentration de chaque espèce dissoute).
Réponse :
Ce diagramme est gradué horizontalement en pH et verticalement en potentiel. Rappelons
que pour une valeur de pH fixée, plus le potentiel E augmente, plus le thallium doit posséder
un nombre d’oxydation élevé. Nous identifions l’existence de frontières verticales : nous
déterminons pour un nombre d’oxydation fixé (ici +III) la gamme de pH dans laquelle
existe le précipité d’hydroxyde de thallium. Pour ce faire, nous considérons une solution
contenant des ions Tl
3+ à la concentration de tracé ; le pH est élevé par ajout d’une solution
de soude (sans variation de volume). Lorsque le précipité Tl(OH) 3 (s) apparaît le produit de
solubilité est vérifié :
10
−44 = 10
−4 (
K e
h
)
3
qui implique :
pH = 0, 67.
Ainsi, au dessus de pH = 0, 67 le précipité Tl(OH) 3 (s) est présent.
Au dessous de ce pH la seule forme du thallium de nombre d’oxydation égal à +III reste
l’ion Tl
3+ .
Le domaine d’existence de Tl(OH) 3 (s) est rencontré pour pH supérieur à 0,67. Le thallium de nombre d’oxydation égal à +I reste l’ion Tl
+ quel que soit le pH et le thallium de
nombre d’oxydation égal à 0 est le métal Tl(s) pour tout pH. Nous avons par conséquent
une diagramme de situation de la forme présentée à la figure 10.3.
pH
n.o.
+III
+I
0
Tl 3+
Tl(OH) 3 (s)
Tl +
Tl(s)
0
0,7
FIGURE 10.3 – Diagramme de situation (cas du thallium)
Exercice résolu
612
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CHAPITRE 10 – DIAGRAMMES POTENTIEL-PH
Diagramme de situation du thallium
Dresser le diagramme de situation correspondant au thallium Tl dont les formes considérées sont Tl(s), Tl
+ , Tl
3+ et l’hydroxyde Tl(OH) 3 (s). On donne à 298 K la valeur numérique
pK s (Tl(OH) 3 (s)) = 44. La convention de tracé adoptée est c tra = 10 −4 mol·L −1 (concentration de chaque espèce dissoute).
Réponse :
Ce diagramme est gradué horizontalement en pH et verticalement en potentiel. Rappelons
que pour une valeur de pH fixée, plus le potentiel E augmente, plus le thallium doit posséder
un nombre d’oxydation élevé. Nous identifions l’existence de frontières verticales : nous
déterminons pour un nombre d’oxydation fixé (ici +III) la gamme de pH dans laquelle
existe le précipité d’hydroxyde de thallium. Pour ce faire, nous considérons une solution
contenant des ions Tl
3+ à la concentration de tracé ; le pH est élevé par ajout d’une solution
de soude (sans variation de volume). Lorsque le précipité Tl(OH) 3 (s) apparaît le produit de
solubilité est vérifié :
10
−44 = 10
−4 (
K e
h
)
3
qui implique :
pH = 0, 67.
Ainsi, au dessus de pH = 0, 67 le précipité Tl(OH) 3 (s) est présent.
Au dessous de ce pH la seule forme du thallium de nombre d’oxydation égal à +III reste
l’ion Tl
3+ .
Le domaine d’existence de Tl(OH) 3 (s) est rencontré pour pH supérieur à 0,67. Le thallium de nombre d’oxydation égal à +I reste l’ion Tl
+ quel que soit le pH et le thallium de
nombre d’oxydation égal à 0 est le métal Tl(s) pour tout pH. Nous avons par conséquent
une diagramme de situation de la forme présentée à la figure 10.3.
pH
n.o.
+III
+I
0
Tl 3+
Tl(OH) 3 (s)
Tl +
Tl(s)
0
0,7
FIGURE 10.3 – Diagramme de situation (cas du thallium)
Exercice résolu
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