Calculez les valeurs de ΔG⁰ et de K_eq pour une pile électrochimique cuivre / zinc à 25°C.

Données : E⁰ [Cu²⁺/Cu] = 0,340 V

E⁰ [Zn²⁺/Zn] = - 0,763 V

Question

Calculez les valeurs de ΔG⁰ et de K_eq pour une pile électrochimique cuivre / zinc à 25°C.

Données : E⁰ [Cu²⁺/Cu] = 0,340 V

E⁰ [Zn²⁺/Zn] = - 0,763 V

| Chimie générale 3

Accepted Answer

Selon les valeurs E⁰ : le cuivre est réduit préférentiellement, le zinc est oxydé.

Cu²⁺ (aq) + 2 e^- → Cu (s) (réduction à la cathode)

Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2 e^- (oxydation à l'anode)

ΔG⁰ = - ν_eFE_cell⁰

ν_e = coefficient stœchiométrique des électrons dans les deux demi-réactions = 2

F = constante de Faraday = 96485 C.mol^-1

E_cell⁰ = force électromotrice (f.e.m.) de la cellule (en V)

E_cell⁰ = E⁰ (réduction) - E⁰ (oxydation)

E_cell⁰ = 0.340 – (-0.763) = 1.10 V

ΔG⁰ = -ν_eFE_cell⁰ = - 2 x 96485 x 1.10 = -212 kJ.mol^-1

ln K_eq = $\frac{ν_{e} F}{RT}$ E⁰_cell

K_eq = constante d'équilibre

ν_e = coefficient stœchiométrique des électrons dans les deux demi-réactions = 2

F = constante de Faraday = 96485 C.mol^-1

E⁰_cell = tension standard de la cellule (en V) = 1.10 V

R = constante de gaz idéal = 8.314 J.mol^-1.K^-1

T = température (en K) = 298 K

ln K_eq = $\frac{2 \times 96485 \times 1.10}{8.314 \times 298}$ = 85.7

K_eq = exp (85.7) = 1.61 x 10³⁷

Final - Question 2 | Chimie générale 3