pkA, pH et demi pile

Salut !

Tout d'abord tu as mis deux fois la même image d'exercice, je ne sais pas si c'est un miss click.

Commençons avec la question 8 dans laquelle on nous demande de retrouver la concentration de Zn2+à l'équilibre.

Cette question faisait partie de l'examen de chimie de l'année 2023-2024, et dans la question précédente on nous demandait de calculer les équations de Nernst des électrodes. On en déduisait que l'électrode de Zinc était l'anode et que celle d'Argent était la cathode.
On va partir de ces informations pour résoudre l'exercice.

On commence en partant des démi équations et on trouve le sens de l'équation bilan grâce aux potentiels aux électrode.
En effet, la réaction qui se passe à la cathode est la réduction, ainsi on sait que l'on produit de l'Ag.
D'où l'équation bilan se trouvant dans le tableau d'avancement ci dessous.

On peut débuter notre raisonnement dès maintenant : on sait qu'à l'état initial, la pile n'est pas à l'équilibre. Donc on va consommer les réactifs pour former des produits et donc la concentration de Zn2+ va augmenter. Ce qui veut dire que l'on peut éliminer les propositions ABC.

Ensuite pour éviter de s'embrouiller la tête avec des calculs complexe, on va prouver que la proposition E est impossible.
Grâce à l'équation bilan, on sait que l'on va produire une mole de Zn2+ à partir de deux moles d'Ag+.
Or les récipients font le même volume et donc on peut utiliser les concentrations. n=CV, donc si V ne change pas, on peut juste utiliser C.
Donc pour deux mol/L d'Ag+ on produit une mol/L de Zn2+.
Il y a 0,18 mol/L d'Ag+, ce qui veut dire que l'on ne peut produire au maximum que 0,09 mol/L de Zn2+.
Et donc on ne pourra jamais atteindre 0,48 mol/L de Zn2+.

La bonne réponse est donc la D. De plus, comme on consomme tout l'Ag+, on arrive à un équilibre.

Pour résumer, ABC sont fausses car [Zn2+] augmente et la E est fausse car on ne peut pas atteindre [Zn2+] = 0,48 mol/L.
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Pour la question 11. On nous demande un pH à l'quilibre.

J'arrive pas à tourner les images, c'est le mieux que je puisse faire.

On commence par les demi équations, suivie des équations de Nernst.
On peut calculer l'équation de Nernst du cuivre mais pas de l'électrode de Platine puisque nous n'avons pas [H+].
Mais ça nous arrange car on cherche justement [H+].Car rappel acide-base : -log([H+]) = pH.
Pour trouver le pH, on va transformer l'équation pour le faire apparaitre.

On a maintenant le pH dans la formule mais il nous manque le potentiel E2. Or comme on cherche le pH pour que la pile soit à l'équilibre, on part du postula que E1=E2.
On calcule le pH.
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En espérant que ça t'ai aidé.

Bonnes révisions.

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Bonjour, mon fifi ne sait pas répondre à ces questions et ne comprend pas comment les réussir. Serait il possible d’avoir une correction/explication détaillée pour chaque question ?
Merci d’avance! Et merci pour votre travail.