Bonjour a tous,

j'aurai besoin d'aide concernant le devoir 5 en chimie au cned (première S):

On réalise une pile nickel-zinc à partir des couples Ni²+/Ni et Zn²+/Zn

L'électrode de nickel constitue le pôle positif de la pile.


1 Faire un schéma annoté de la pile et indiquer la polarité.
2 Comment vérifier expérimentalement la polarité de la pile ?
3 Écrire les demi-équations redox se produisant aux électrodes lors du fonctionnement de la pile et en déduire l'équation de
fonctionnement.
4 Compléter le schéma réalisé au 1 en y ajoutant une résistance R entre les deux électrodes. Indiquer à l'extérieur de la pile, le
sens de passage du courant et celui des électrons.


5)Chaque électrode de la pile a une masse initiale de 20 g et la quantité de matière initiale des ions positifs présents dans
chaque solution ionique est de 0,1 mol

a)Pour quelle raison, la pile va-t-elle s'arrêter de fonctionner ?

b)Que vaut l'avancement maximal de la réaction?

Masses molaires exprimées en g.mol-1 :
Ni : 58,7 Zn : 65,4.

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Réponses

2014-03-01T22:19:45+01:00




1° et 4° Le schéma complet ce trouve en annexe, ajoutes y simplement une résistance entre les deux électrodes. 

2° Tu peux placer un voltmètre aux bornes de la résistance.

3° Équations Redox:

 - électrode (+)   Ni²⁺ + 2e⁻ = Ni 
 - électrode (-)    Zn = Zn²⁺ + 2e⁻
 - équation bilan :  Ni²⁺ + Zn = Ni + Zn²⁺

5° a) D'après l'équation bilan on constate que le Ni²⁺ et le Zn sont consommées par la         réaction d'oxydo-réduction. Cette réaction s’arrêtera donc quand un de ces deux         réactifs aura été consommé en intégralité. 

    b)  Il apparaît grâce à l'équation que les réactifs sont de même coefficient              stœchiométrique.

 n(Zn) = m / M = 20 / 65.4 = 0.306 mol et n(Ni²⁺) = 0.1 mol

 or n(Zn)f = n(Zn) - δ et n(Ni²⁺)f = n(Ni²⁺) - δ et le réactif limitant est Ni²⁺ car n(Ni²⁺)<n(ZN)

 donc δ = 0.1 - 0 = 0.1 mol