Chimie – travaux pratiques sur l'étude de la pile cuivre-argent , Exercices de Biochimie et Instrumentation
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Melissa_s24 April 2014

Chimie – travaux pratiques sur l'étude de la pile cuivre-argent , Exercices de Biochimie et Instrumentation

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Chimie – travaux pratiques sur l'étude de la pile cuivre-argent. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Transformation chimique spontanée par transfert direct d'électrons, Constitution et fonctionnement de la p...
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PILE CUIVRE-ARGENT

2003 Liban Exercice 2 Étude de la pile Cuivre-Argent 3 Points

A partir des couples oxydant/réducteur Cu2+(aq)/Cu(s) et Ag+(aq)/Ag(s) on peut envisager deux

transformations dont les réactions peuvent être schématisées par les équations suivantes :

Cu(s) + 2 Ag+ (aq) = 2 Ag(s) + Cu2+(aq) (1)

Cu2+ (aq) + 2 Ag(s) = 2Ag+(aq) + Cu(s) (2)

Les constantes d'équilibres de ces réactions sont K1 = 2,1.1015 et K2 = 4,8.10-16.

A – Transformation chimique spontanée par transfert direct d'électrons

Un élève réalise l'expérience dont le protocole est donné ci-dessous :

- Verser dans un bécher un volume V1 = 50 mL de solution de sulfate de cuivre (II) de concentration

molaire C1 = 1,0 mol.L-1 et un volume V2 = 50 mL d'une solution aqueuse de nitrate d'argent de

concentration molaire C2 = 0,50 mol.L-1. La solution de sulfate de cuivre est bleue, celle de nitrate

d'argent incolore.

- Plonger un fil d'argent et ajouter 3 g de poudre de cuivre de couleur rouge.

- Agiter

- Filtrer la solution obtenue et observer sa couleur.

L'élève note dans son compte rendu de TP: "On observe un léger dépôt gris et une intensification

de la coloration bleue"

1. Parmi les deux réactions possibles quelle est celle associée à la transformation chimique du système?

2. Rappeler le critère d'évolution spontanée.

3.Calculer le quotient de réaction initial puis, en appliquant le critère d'évolution spontanée, montrer que

le sens d'évolution prévu est compatible avec les observations expérimentales de l'élève.

B – Constitution et fonctionnement de la pile cuivre-argent en circuit fermé

On dispose :

- d'un fil de cuivre,

- d'un fil d'argent,

- d'une solution de sulfate de cuivre (II) de volume V1 = 50 mL et de concentration molaire

C1 = 1,0 mol.L-1,

- d'une solution de nitrate d'argent de volume V2 = 50 mL et de concentration molaire

C2= 1,0 mol.L-1,

- d'un papier imbibé de nitrate de potassium pouvant constituer un pont salin.

1. Faire un schéma de la pile réalisable avec le matériel donné ci-dessus

2. On observe dans le circuit extérieur le passage d'un courant électrique de l'électrode d'argent vers

l'électrode de cuivre.

a) Préciser sur votre schéma le sens de circulation des électrons dans le circuit et la polarité des

électrodes.

b) Écrire les équations des réactions modélisant les transformations ayant lieu à chaque électrode.

c) Écrire l'équation de la réaction associée à la transformation ayant lieu dans la pile.

d) La pile cuivre argent en fonctionnement est-elle un système dans l'état d'équilibre

ou hors équilibre? Justifier en utilisant le critère d'évolution spontanée.

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