Pile

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moi-93
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Pile

Messagepar moi-93 » 18 Avr 2009, 20:43

Bonjour , voila je suis entrain de faire un exercice , et si vous pourriez m'aider et corriger mes erreurs .

Les bornes d'une batterie d'accumulateur au plomb sont constituées, pour l'une , de plomb recouvert d'oxyde de plomb Pbo2 (s) (pole+) , pour l'autre , de plomb métallique Pb (s) (pôle -) . lorsque l'accumulateur fonctionne en générateur , il se forme , à chaque électrode , l'espèce Pb²+ (aq) . Au pôle +, seule l'espece chimique Pbo2 joue un rôle dans la réaction d'électrode.

Comme solution électrolytique , on utilise 1L d'une solution aqueuse d'acide sulfurique à 5 mol.L-1 .
l'acide sulfurique est un diacide , que l'on considéré comme complètement dissocié en H30+ et SO4²-

on précise que la sulfate de plomb PbSO4 (s) est un solide tres peu soluble dans l'eau . la reaction
PbSO4 (s) = Pb2+ (aq) +SO4²- (aq)
est caractérise r par une constante d'équilibre :
Ks = 1.10^-7.8

Cette constante s'appelle le "produit de solubilité " de sulfate de plomb . A l'equilibre , on peut ecrire :
[Pb²+]eq . [SO4²-]eq = Ks
Dés que le produit [Pb²+]eq . [SO4²-]eq atteint la valeur Ks ,on observe un precipité .

1a. Écrire les équation des réaction d'électrode lors de la décharge .
Ma réponse :
Pb(s)----------- >Pb²+ (aq) +2e-
Pbo2 +4H+ +2e- ---------->Pb²+ +2H20

b. écrire l'équation de réaction globale de décharge de l'accumulateur .
Ma réponse :
Pb+Pb02+4H+ ------->PB²+ + 2H20

c. Justifier alors l'emploi d'une solution électrolytique acide.
Ma réponse :
cela permet que la réaction se produit , que la pile fonctionne car il y a la présence de l'eau .

2.a Calculer la valeur minimal de la concentration en ion Pb²+ (aq) pour laquelle il ya apparition d'un precipité de sulfate de plomb . Conclure .
Ma réponse :
On sait que
[Pb²+]eq . [SO4²-]eq = Ks
donc :
[Pb²+]eq . = Ks /[SO4²-]eq
= 1.10^-7.8 / 5
= 9.50 *10^ -2

b. En deduire l'équation de la reaction globale de decharge .
Ma reponse :

3.a Pourquoi dit on couramment que les accumulateur au plomb ont tendance a se sulfater :
b. Quelle conséquence ce phénomène a-t-il pour le fonctionnement de la batterie ? On précise que l'espèce chimique créé est conductrice .
4 . Ecrire la chaine conductrice de l'accumulateur .

5. L'accumulateur peut délivrer la charge électrique maximale Qmax = A.H.
On précisera que l'ampère-heure (A.H) est l'unité de quantité d'électricité couramment utilisé par les fabricant de batterie:1A.H= 3600 C

a. Dresser le tableau descriptif relatif à la réaction anodique .

Réaction anodique : Pb(aq) -------> Pb²+ + 2 e-

E.I n(Pb) 0 -
E.F n(pb)-xi x -

b Donner la relation ente Qmax et l'avancement de la reaction à l'equilibre xeq .
xmax = n(pb)i = [pb]i*V
soit Qmax =2max .F = 2 * [Pb] * V*F


c. Quelle masse minimale de plomb Pb (s) doit etre contenue dans l'accumulateur , sacanhatn que 25 0/0
seulement du plomb est utilisé .
F = 96 500 C.mol-1

n= Qmax / F
n= 90*3600 / 96500
=3.36 mol
m=n*M
m = 3.36 *207.2
= 6.9 g
Donné : M (Pb) = 207.2 s.mol-1

merci de bien vouloir me corriger , et me guider pour les question ou je n'ai pas pu répondre .

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Re: Pile

Messagepar TheMoustic » 18 Avr 2009, 21:45

on précise que la sulfate de plomb PbSO4 (s) est un solide tres peu soluble dans l'eau

Tu trouves que la concentration miniamle en Pb2+ pour qu'il y ait précipitation est de 9,5.10-2 mol.L-1. Ce qui veut dire que si tu as [Pb2+] < 9,5.10-2 mol.L-1, rien ne précipite...

Moi ça me semble assez soluble comme sel ^^

=> Ks = [Pb2+].[SO42-] <=> [Pb2+] = Ks / [SO42-]


[Pb2+] = 1.10-7,8 / 5 = 1 / 5 . 10-7,8 = 0,2 10-7,8 = 2.10-8,8 mol.L-1.

Tu es d'accord que: 5 > 10-7,8 ?

Quand tu divises une petit nombre par un plus grand, tu obtiens toujours un nombre plus petit, donc obtenir du 10-2 alors qu'on a divisé du 10-7,8 :s


c. Justifier alors l'emploi d'une solution électrolytique acide.

Tu justifies en disant que ça apporte de l'eau.. Dans ce cas, pourquoi ne pas mettre de l'eau pure, sans acide ?

Regarde tes équations et dis-moi de quoi elle ont besoin, qu'est-ce qui réagis, avec quoi... On forme de l'eau, certes, mais si on la forme, ça veut dire qu'on en a pas besoin. De plus une fois l'eau formé, la réaction est fini..


3.a Pourquoi dit on couramment que les accumulateur au plomb ont tendance a se sulfater :

=>
on précise que la sulfate de plomb PbSO4 (s) est un solide tres peu soluble dans l'eau . la reaction
PbSO4 (s) = Pb2+ (aq) +SO4²- (aq)


=> On a calculé plus haut que si la concentration en Pb2+ excède 2.10-8,8 mol.L-1, il se forme PbSO4(s). Quand la réaction au niveau de l'anode et de la cathode se produit, on forme Pb2+....

b. Quelle conséquence ce phénomène a-t-il pour le fonctionnement de la batterie ? On précise que l'espèce chimique créé est conductrice .

Je t'aiderais après....


4 . Ecrire la chaine conductrice de l'accumulateur .

:shock: :o :shock:

C'est quoi cette question à 2 bales (~0,30€)..
La théorie, c'est quand rien ne fonctionne, et que l'on sait pourquoi.
La pratique, c'est quand tout fonctionne, et que l'on ne sait pas pourquoi.

Ici, les deux sont réunis: rien ne fonctionne, et personne ne sait pourquoi.
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moi-93
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Re: Pile

Messagepar moi-93 » 19 Avr 2009, 12:34

désoler :? de pas l'avoir préciser mais je n'ai pas eu de cour sur ce chapitre .
réponse pour 4. pont salin

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Re: Pile

Messagepar TheMoustic » 19 Avr 2009, 13:45

Bien vu pour la question 4 ;)

Tu as: Ks = [Pb2+].[SO42-]

=> [Pb2+] = Ks / [SO42-] = 2.10-8,8 mol.L-1.

(Et non pas: 9,5.10-2 mol.L-1)

Ce résultat veut dire que dès que la concentration en Pb2+ atteint 2.10-8,8 mol.L-1, on voit précipiter PbSO4(s).

Si tu mets du sel (NaCl) dans de l'eau, il va se dissoudre.. Tu en mets encore et encore, et il va arriver un moment où l'eau va saturer en ion Na+ et Cl-, et NaCl ne se dissolvera plus. Tu pourras toujours ajouter du NaCl, tu verras les grains tomber au fond du récipient, sans se dissoudre.

Hé bien ici c'est pareil, on forme (avec la réaction à l'anode et à la cathode) du Pb2+. Les électrodes trempent dans de l'acide sulfurique (qui contient donc SO42-). La concentration en ion SO42- est de 5 mol.L-1. On a calculé qu'il faudrait, avec cette concentration en ion SO42-, 2.10-8,8 mol.L-1 pour arriver à saturer la solution, et donc, voir apparaître des cristaux de PbSO4(s).

2.10-8,8 mol.L-1 c'est ridiculement petit comme concentration, voilà pourquoi on dit que PbSO4(s) est très peu soluble; à peine on forme du Pb2+ qu'il se forme du PbSO4(s).


3.a Pourquoi dit on couramment que les accumulateur au plomb ont tendance a se sulfater

Alors tu vois quoi répondre ici ?
La théorie, c'est quand rien ne fonctionne, et que l'on sait pourquoi.
La pratique, c'est quand tout fonctionne, et que l'on ne sait pas pourquoi.

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