Les diagrammes potentiel pH

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Les diagrammes potentiel-pH 1 1 Les diagrammes potentiel-pH Le pouvoir oxydant ou réducteur d'une espèce, mesuré par le potentiel d'oxydo-réduction, est fonction de son environnement : ainsi, une réaction chimique autre qu'une réaction d'oxydo-réduction peut-elle modifier les activités des espèces redox et donc leur pouvoir rédox. Nous étudierons dans ce chapitre l'influence des réactions de complexation, de précipitation et surtout celle du pH (au travers des diagrammes potentiel-pH) sur les pouvoirs oxydants ou réducteurs d'espèces en solution aqueuse. 1. RAPPELS 1.1. Réactions d'oxydo-réduction en solution aqueuse Toute réaction d'oxydoréduction peut se décomposer en deux demi-équations électroniques du type : ? ? ox + ne - réduction ? ? ? ? oxydation ? ? ? ? ? red ox et red sont deux espèces ( respectivement oxydante et réductrice) appartenant à un même couple redox. Les e- n'existant pas à l'état libre en solution aqueuse, l'échange électronique permettant de réduire l'oxydant d'un couple en son réducteur associé (ou d'oxyder le réducteur en son oxydant) peut se faire soit par l'intermédiaire d'un circuit électrique (comme dans les piles ou les électrolyseurs), soit par celui d'espèces appartenant à un autre couple redox au cours d'une réaction d'oxydoréduction dont l'équation-bilan ne devra pas faire apparaître d'e- et sera du type : ox1+red2 = red1 +ox2.

  • frontière de prédominance

  • redox

  • demi-équation électronique

  • réaction d'oxydoréduction

  • potentiel d'électrode

  • diagrammes potentiel


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E X E R C I C E SDiagrammes potentiel-pH
2000 EdM21Diagramme simplifié du brome (daprès Centrale TSI)La figure ci-dessous représente le diagramme simplifié potentiel-pH du brome où seuls les nombres doxydation –I,0 et IV sont considérés. Toutes les espèces étudiées sont en solution aqueuse. Les courbes ont été tracées pour une même concentration C0des espèces. I -1°) A laide du diagramme, déterminer la valeur de C0. - -2°) Par le calcul, retrouver léquation de la frontière entre Bret BrO3. II – 1°) Avec la même convention, déterminer léquation de la frontière entre H2O2et H2O. Tracer le segment correspondant sur le graphe du brome et indiquer les domaines de prédominance des deux espèces. 2°) En milieu acide, le peroxyde dhygrogène H2O2oxyde les ions bromure en dibrome. Ecrire léquation bilan de cette réaction. Calculer la valeur de la constante déquilibre de cette réaction. III – Discuter de la stabilité thermodynamique des solutions aqueuses de dibrome, de bromate de potassium, de peroxyde dhydrogène. - -Données : E°(Br2/Br ) = 1,09V ; E°(BrO3/Br2) = 1,47V ; E°( H2O2/ H2O) = 1,76V ; E°(O2/ H2O) = 1,23V .