I=f(E) 0,1 mol/l au contact d'une électrode de. (E (Cu 2+ /Cu) = 0,34 V ) 3 ) 3 ) Une lame de magnésium, 1 ) Le graphique ci-dessous a été établi

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1 I=f(E) 1 ) Le graphique ci-dessous a été établi pour une solution de sulfate de cuivre à 0,1 mol/l au contact d'une électrode de Définir les surtensions anodique et cathodique. (E (Cu 2+ /Cu) = 0,34 V ) cuivre. Ecrire les réactions mises en jeu. 2 ) On considère un électrolyseur concentration en Cu 2+? constitué de deux électrodes de cuivre plongeant dans une solution de sulfate de cuivre à 1 mol/l et de ph = 5. En utilisant la courbe de l'exercice précédent discuter la cinétique des réactions observées. Comment varie la 3 ) 3 ) Une lame de magnésium, décapée, est plongée dans de l'eau désaérée. Montrer que le système peut être le siège d'une réaction dont on calculera la constante d'équilibre. Page 1 sur 5

2 En réalité aucune réaction n'est E (Fe/Fe 2+ ) = -0,44 V perceptible dans ces conditions, on remplace l'eau par une solution d'acide sulfurique à 0,1 mol/l : on observe un faible dégagement gazeux. Si on touche le magnésium avec une lame de fer il se produit un abondant dégagement gazeux sur le fer. Expliquer ces observations et indiquer comment le magnésium pourrait être utilisé contre la corrosion. 4 ) On réalise l électrolyse d une solution de CuSO 4 avec deux électrodes de Cu. a) Quelles sont les réactions aux deux électrodes? b) Quels produits obtiendra-t-on? Sous quelle d.d.p. minimum? Cu 2+ /Cu : 0,34V ; O 2 /H 2 O :1,23V E (Mg/Mg 2+ ) = -2,37 V ; 5 ) La courbe ci-dessus a été établie pour un accumulateur au plomb. concentré, la cathode est en plomb et l anode en dioxyde de plomb PbO 2. Le L électrolyte est de l acide sulfurique Page 2 sur 5

3 sulfate de plomb est très peu soluble. a) Écrire les réactions aux électrodes et en déduire le bilan de la réaction permettant à l accumulateur de fonctionner. b) Calculer la tension à vide de l accumulateur. c) Montrer que H 2 peut apparaître à la borne négative. Commenter. 6 ) On place dans une eau désaérée un fil d'aluminium. Il ne se produit rien. Le même fil placé dans une solution d'acide chlorhydrique à 0,1 mol L 1 conduit à un dégagement faible de dihydrogène. 7 ) Un accumulateur est constitué de 2 plaques plongeant dans l'acide sulfurique. Les couples suivants interviennent : PbO 2 / Pb et PbSO 4 / Pb. a) Préciser les réactions qui se produisent lors de la charge et construire les courbes intensité potentiel correspondantes. b) Préciser les réactions qui se produisent lors de la décharge et construire les courbes intensité potentiel correspondantes. c) Comparer la tension nécessaire pour Si on met en contact avec le fil un clou la charge et la décharge. en fer, le dégagement est intense. Expliquer ces phénomènes. E (PbO 2 / Pb)=1,68 V ; E(PbSO 4 / Pb) =-0,33 V. Les systèmes sont rapides. Page 3 sur 5

4 8 ) Potentiels redox standard en V à 25 C : H + /H 2 : 0 ; Sn 4+ /Sn 2+ : 0,15 (en milieu HCl) ; I 2aq /I - : 0,62 ; O 2 /H 2 O : 1,23 ; Dans cette question, pour l iode au nombre d oxydation zéro, on ne tiendra compte que de l espèce I 2 et pas du tout de - l espèce I 3. a) Le montage ci-dessus permet le relevé de courbes intensité-potentiel de systèmes électrochimiques ; l électrode de travail est une électrode de platine. Par convention, un courant anodique est positif et un courant cathodique est négatif. a) Qu appelle-t-on système Les couples H + /H 2 et I 2aq /I - sont des systèmes électrochimiques rapides sur électrode de platine. Les couples Sn 4+ /Sn 2+ et O 2 /H 2 O sont des systèmes électrochimiques lents sur électrochimique rapide? système électrochimique lent? Donner l allure des courbes i-e correspondantes. b) Lorsque la solution aqueuse (acidifiée à ph = 0 ) contient comme espèces électrode de platine (on donne l ordre électroactives : H +, I -, I 2 et Sn 4+ (en de grandeur des surtensions en valeur absolue : 0,1 V). concentrations comparables), l allure de la courbe i-e est donnée ci-dessus. Page 4 sur 5

5 Interpréter l allure de cette courbe.on identifiera les réactions électrochimiques mises en jeu. c) Donner l allure de la courbe i-e lorsque la solution aqueuse (à ph = 0) contient comme espèces (les concentrations des espèces I -, Sn 2+ et Sn 4+ sont comparables). d) Même question si la solution (à ph = 0) contient : H +, I - et Sn 4+ (les concentrations des espèces I - et Sn 4+ sont comparables). électroactives : H +, I -, Sn 2+ et Sn 4+ Page 5 sur 5