Charge débitée et masse consommée

Exercice de TD · niveau 2 · physique-chimie (terminale), chapitre 5 — Évolution spontanée, piles et électrolyse

Énoncé

Charge débitée et masse consommée.

Une pile débite un courant constant $I = 50 mA$ pendant $Δ t = 5, 0 h$ . À l'anode se déroule la réaction $Zn Zn X^{2 +} + 2 e X^{-}$ . Données : $F = 96500 C \cdot mo l^{- 1}$ , $M (Zn) = 65, 4 g \cdot mo l^{- 1}$ .

Corrigé

Quantité d'électricité débitée :

$Q = I \cdot Δ t = 50 \times 1 0^{- 3} \times (5, 0 \times 3600) = 0, 050 \times 1, 8 \times 1 0^{4} = 9, 0 \times 1 0^{2} C .$

Quantité de matière d'électrons :

$n (e X^{-}) = \frac{Q}{F} = \frac{9 , 0 \times 1 0 ^{2}}{96 500} = 9, 3 \times 1 0^{- 3} mol .$

D'après la demi-équation, $n (Zn) = \frac{n ( e X ^{-} )}{2} = 4, 7 \times 1 0^{- 3} mol$ , soit une masse de zinc consommée :

$m (Zn) = n (Zn) \cdot M (Zn) = 4, 7 \times 1 0^{- 3} \times 65, 4 \approx 0, 30 g .$

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