Chapitre 13 : Diagrammes Potentiel-pH

Question 1

Qu’est-ce qu’un diagramme potentiel-pH ?

Answer 1

Question 2

Comment se faire une base avant de tracer le diagramme E-pH ?

Answer 2

Question 3

Quelles sont les conventions de frontières utilisées ? (Gaz, solide et soluté)

Answer 3

Question 4

Quelle est la convention de frontière la plus utilisée pour un soluté ?

Answer 4

C’est la convention moléculaire

Question 5

Comment déterminer l’emplacement de la frontière entre deux espèces de même nombre d’oxydation ?

Answer 5

C’est un couple acide-base : on va avoir une frontière verticale d’équation pH=…
Pour déterminer sa coordonnées, on utilise les concentration de frontières etc pour exprimer pH avec la formule de Henderson

Question 6

Dans quel cas a-t-on des frontières horizontales ? Obliques ?

Answer 6

Lorsqu’il y a uniquement des échanges d’électrons pour passer d’un couple à l’autre, la frontière est horizontale. Lorsqu’il y a aussi des échanges de H+ la frontière est oblique.

Question 7

Comment déterminer la frontière entre deux espèces qui échangent des électrons et des H+ ?

Answer 7

On utilise de potentiel de Nernst, pour cela :

• Si l’une des espèces est solide, elle existe à la frontière, on utilise donc son KS
• Si l’une des espèces est un soluté on utilise la convention indiquée pour avoir sa concentration
• Si les deux sont solides, faire intervenir le/les KS dans la formule de Nernst à travers un soluté qui ne fait pas partie de cette frontière et éventuellement utiliser l’unicité du potentiel

Question 8

Que faut-il faire après avoir obtenu l’équation d’une frontière ?

Answer 8

Vérifier la continuité du diagramme aux points de croisements, calculer donc le potentiel en ce pH et voir que ça donne la même valeur avec l’équation des deux droites

Question 9

Donner le diagramme E-pH de l’eau en justifiant

Answer 9

Question 10

Comment prévoir si une réaction va se produire ou pas, en se basant sur le diagramme E-pH ?

Answer 10

Question 11

Pourquoi existe-t-il des réactions favorables selon les diagrammes E-pH que l’on observe pas en réalité ?

Answer 11

Question 12

Comment oxyder le Mn2+ en Mn(OH)3 ?

Answer 12

On rajoute des HO- car : Mn2+ + 2HO- = Mn(OH)2, puis :

Question 13

On a du Mn(OH)3 que l’on souhaite titrer, comment faire ?

Answer 13

Question 14

Tracer le diagramme E-pH simplifié de l’iode (I-, IO3- et I2)

Answer 14

Question 15

Tracer le diagramme E-pH de l’iode de manière usuelle

Answer 15

Question 16

Commenter

Answer 16

Question 17

Retrouver alors le bon diagramme, sachant que c_tra = 0,010 mol.L-1.
Trouver également le potentiel standard du couple IO3 -/I-

Answer 17

Il faut modifier le tracé au-delà de pH = 6,7 en étudiant la frontière entre IO3 - et I-, pour laquelle les deux concentrations valent c_tra / 2.
equation redox puis :

Question 18

Commenter.

Comment faire ?

Answer 18

On détermine la frontière entre Cu(s) et Cu2+

Question 19

Comment observer une réaction de dismutation ou médiamutation sur un diagramme pH ?

Answer 19

Question 20

Comment déterminer la suite de réactions que l’on doit faire, à partir d’un diagramme E-pH ?

Answer 20

Il existe trois cas de figure :

• passage d’un réactif à un autre par couple acide/base (modification de pH)
• médiamutation ou dismutation si un domain se fait prendre en sandwich (modification de pH)
• réaction entre deux réactifs de domaines disjoints

On ne peut pas modifier E sans domaines disjoints, il va falloir faire varier le pH pour se ramener à une autre espèce qui a, elle, un domaine disjoint, et à partir de laquelle on peut donc modifier le potentiel