0. Activité de la page 174

Le chapitre commence fort : en parallèle de vos révisions, voici 3 expériences qui méritent d’être explicitées : les potentiels d’oxydoréduction changent avec le pH, ce qui peut changer le sens de la réaction possible entre les couples Fe³⁺/Fe²⁺ et I₂/I^- comme le montre le graphique ci-dessous (cliquer dessus pour retrouver la page d’origine.).

• La solution de sulfate de fer a été acidifiée. Le potentiel standard I_2(aq)/I^-_(aq) vaut 0,62V (remarque : E(I_2(s)/I^-_(aq) ) = 0,54V) ce qui le place en dessous du couple Fe³⁺/Fe²⁺ (potentiel 0,77V pour pH < 2). La réaction ne peut donc pas avoir lieu entre I_2(aq) et Fe²⁺.

• La solution de chlorure de fer III est aussi très acidifiée (sinon on ne pourrait obtenir [Fe³⁺] = 0,01 mol.L^-1à cause d’une précipitation de Fe(OH)₃ de Ks = 4×10^–38 voir l’énigme du chapitre).
• La réaction suivante a donc lieu : 2Fe³⁺+ 2I^-_(aq) → 2Fe²⁺+ I_2(aq) avec un excès d’iodure de potassium.
• Le diiode formé reste en solution avec l’excès d’ions iodures et forme un ion complexe triiodure I₃^- de couleur brune. Avec le dichlorométhane de densité 1,3 on réalise une extraction par solvant et en laissant décanter le diiode violet en solution dans le dichlorométhane descend au fond du tube.
• On ajoute alors de la soude concentrée pour éliminer l’acidité puis pour faire apparaître un précipité vert foncé (qui semble noir sur la photo) d’hydroxyde de fer II Fe(OH)₂.

• On commence par relever le pH de la solution avec la soude pour avoir 5 < pH < 6. Remarquez sur la courbe que le potentiel du couple Fe³⁺/Fe²⁺ est maintenant proche de 0,2V et donc inférieur à celui du couple I_2(aq)/I^-_(aq) : C’est la réaction inverse qui peut avoir lieu !
• 2Fe²⁺+ I_2(aq) → 2Fe³⁺+ 2I^-_(aq) et comme la solution n’est plus assez acide, les ions fer III qui apparaissent précipitent ( K_s(Fe(OH)₃) = 4×10^–38 voir encore une fois l’énigme du chapitre).

1. Critère général d’évolution spontannée

1.1 Calcul du quotient de réaction Q_r

1.2 Le critère d’évolution spontanée

2. Illustration du critère d’évolution spontanée

2.1 Cas des réactions acido-basiques

2.2 Cas des réactions d’oxydo réduction