systeme cuivre-chlorure

[joe]

Bonjour,
J'ai un excercice a faire et je bloque un peu.
Voici l'enonce:
1) Ecrire, avec un nombre stoechiometrique egal a 1 pour le cuivre, l'equation de la reaction qui peut se produire entre le cuivre et le dichlore en solution.
La constante d'equilibre associée vaut K= 3.9 x 10^35
2) on prepare une solution S en melangeant 5 mL d'une solution d'eau de dichlore cl2 à 0.005mol . L^-1.
On l'introduit dans un tube en U contenant dans une des ses branches une petite lame de cuivre et dans l'autre une electrode en graphite.
On relie rapidement ces electrodes par un amperemetre: un courant traverse l'amperemetre de l'electrode de graphite vers l'electrode de cuivre.
a) Le systeme consideré evolue t il spontanement ? Si oui dans quel sens evolue-t-il?
b) quel est le sens de deplacement des electrons dans l'amperemetre?
c) Quelle est la nature de la reaction qui se produit a l'electrode de cuivre ? Ecrire son equation.
d) Quelle est la nature de la reaction qui se produit a l'electrode de graphite ? Ecrire son equation.
3 On branche a present un generateur de tension continue en serie avec l'amperemetre de facon a ce que l'amperemetre soit traverse par un courant de sens inverse au precedent.
Quel est alors le sens d'evolution du systeme considere ? Justifier.

Pour la premiere question, j'ai trouve comme equation:
Cu (s) + Cl 2 (aq) = Cu 2+ + 2 Cl-

Pour la question 2)a), Voici ce que j'ai fait :
Le systeme considere evolue spontanement car
Qr,i= ([Cu2+]i x [Cl-]^2)/[Cl2]i
= 0.2
or K= 3.9 x10^35
Donc Qr,i < K
Donc le systeme evolue dans le sens de l'ecriture de la reaction.
b) Les electrons circulent dans le sens inverse de l'intensite du courant donc de la borne COM a la borne 10 A
C) Cu = Cu 2+ + 2 e- c est donc une oxydation
d) cl 2+ = cl2 + 2 e- c'est donc une reduction
3) Le sens d'evolution du systeme consideré est dans le sens inverse de celui de l'ecriture de la reaction car le genreateur impose a un systeme chimique un courant de sens inverse observe lorsque le systeme evolue spontanement.

Je vous envoie ce post car je ne suis pas tres sur de moi etant donne que l on vient de commencer le chapitre.
Merci de me repondre
Joe

[SoS(19)]

Bonjour,
pour cette question

Pour la question 2)a), Voici ce que j'ai fait :
Le systeme considere evolue spontanement car
Qr,i= ([Cu2+]i x [Cl-]^2)/[Cl2]i
= 0.2

Il manque la concentration en ion cuivre et en ion chlorure que vous n'avez pas donné si je ne me trompe pas. Mais votre proposition semble parfaitement correcte.
Pour la question

d) cl 2+ = cl2 + 2 e- c'est donc une reduction

il y a une erreur dans l'équation.
Pour la question

b) quel est le sens de deplacement des electrons dans l'amperemetre?

Vous pourriez préciser de quelle électrode à quelle électrode ce déplacement a-t-il lieu.

[Joe]

bonjour,
En effet, je ne l'ai pas ecrit mais la solution de chlorure de cuivre a pour concentration 0.1 mol /L.4
En effet , l'equation pour la question 2)d) est :
Cl 2 - = Cl 2 + 2 e- ( je me suis trompe en mettant Cl 2+ a la place de Cl 2- )
Pour la question 2)b), Les electrons se deplacent de l'electrode cuivre a l'electrode graphite.
Sinon le reste vous semble bon ?
Merci de votre aide.
Joe

[SoS(19)]

Quel est le volume de chlorure de cuivre ajouté ?

[Joe]

Bonjour,
elle est de 45 mL.
Je vais reecrire la question 2 se sera plus simple:
On prepare une solution S en melangeant 5 mL d'une solution d'eau de dichlore Cl2 a 0.005 mol/L, 45 mL d'une solution de chlorure de cuivre 2 a 0.1 mol/L la suite est bonne....

[SoS(19)]

Tout me semble correct sauf le quotient réactionnel. Quelles sont les concentrations que vous avez obtenu pour les différentes espèces qui interviennent dans le calcul ?

[Joe]

Bonjour,
pour la question 1),
J'ai pris [cu2+] = 0.1 mol/L
[Cl-]= 0.1 mol/L
[Cl2]=0.005
Mais je crois que je me suis trompe.
J'ai recalcule Qr,i= 583.2
Est ce cela ?

[SoS(19)]

Vous devez reprendre votre calcul. Premièrement la concentration des ions chlorure ne peut être égale à celle des ions cuivre. Ecrivez la formule chimique de la solution de chlorure de cuivre et observez combien vous avez d'ion chlorure pour un ion cuivre (attention la solution doit être électriquement neutre).
D'autre part, les concentrations qui apparaissent dans le quotient réactionnel, sont les concentrations de la réaction, dans le volume total de mélange. Il faut donc ramener chaque concentration au volume total (dilution). Et ce systématiquement à chaque fois que l'on calcule un quotient réactionnel ou une constante d'équilibre. nous vous laissons refaire le calcul et restons disponible en cas de question.

[Joe]

Bonjour,
J'ai trouve:
Qr,i= 1096.27 (chiffres significatifs non respectes)
avec:
[cu2+]=44.44 mol/L
[cl-]=22.22 mol/L
[cl2]=20 mol/L
Est ce le bon resultat ?

[Sos(22)]

Bonsoir,

Je prends le relais de mon collègue : vos réponses sont fausses, il vous faut d'abord calculer la quantité de matière d'ions Cu2+, Cl- et de molécules de Cl2 présents dans les solutions mélangées puis diviser par le volume total de la solution obtenue pour trouver les concentrations recherchées.

[Joe]

Bonsoir,
j'ai l'impression de faire ce que vous me dites de faire mais je n'y arrive pas ...
Je vais vous mettre tous mes calculs:
Vtot= 0.050 L

n(Cl2) = 5x10^-3 x 0.005
=2.5 x 10^-5 mol
[Cl2]= 2.5x10^-5/0.05
= 5.0 x 10^-4 mol/L

n(Cu2+) = 0.1 x 45 x 10^-3
= 4.5 x 10^-3 mol
[Cu2+]= 4.5 x 10^-3/ 0.050
= 0.090 mol/L

2n(Cl-)=0.1x45x10^-3
2n(cl-)= 4.5 x 10^-3
n(Cl-)= 2.25x10^-3 mol
[Cl-]= 4.5x10^-2mol/L

Qr,i= (0.090 x (4.5 x 10^-2)²)/(5.0 x 10^-4)
Qr,i= 0.3645 (chiffres significatifs non respectes)
Qr,i=0.36
Joe

[Sos(22)]

Les calculs pour les ions Cu2+ et le dichlore sont exacts mais pas pour les ions Cl- : il faut d'abord écrire l'équation de la dissolution du chlorure de cuivre II CuCl2 en solution aqueuse pour voir quelle est la relation entre n(Cu2+) et n(Cl-).

[Joe]

Bonsoir,
d'apres 1), on a
Cu (s) + Cl 2 (aq) = Cu 2+ + 2 Cl-
d'ou n(cu2+) = 2 n(Cl-)
Je commence serieusement a desesperer ....

[SoS(19)]

Cu (s) + Cl 2 (aq) = Cu 2+ + 2 Cl-
d'ou n(cu2+) = 2 n(Cl-)
.

La solution doit être électriquement neutre. Comme on a Cu2+ et Cl-, l'écriture de la solution devient (Cu2++2Cl-) autrement dit il y a 2 fois plus d'ions chlorure que d'ion cuivre. Vous avez la concentration en ion cuivre, vous pouvez donc en déduire la concentration en ion chlorure.

[Joe]

Bonjour,
Je trouve Qr,i = 5.8
Merci de m'avoir aider
Joe