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1- Lorsque l'on plonge une lame de cuivre dans la solution S de sulfate de nickel (II), aucune réaction n'a lieu, car le cuivre est moins réactif que le nickel. L'équation-bilan serait :
\[ Cu(s) + Ni^{2+}(aq) \rightarrow Pas de réaction \]
2a- Lorsque l'on plonge une lame de zinc dans la solution S, une réaction se produit car le zinc est plus réactif que le nickel. La réaction est totale. La solution se décolore car le zinc réduit les ions nickel présents. Pour calculer la masse de zinc restant, on utilise la relation entre les quantités de matière des réactifs et des produits. Si la solution se décolore, cela signifie que tous les ions nickel présents ont réagi. On utilise donc cette information pour calculer la concentration finale des ions Ni²+.
L'équation-bilan de la réaction est :
\[ Zn(s) + Ni^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Ni(s) \]
La quantité de matière initiale de Ni²+ est donnée par :
\[ n_{Ni^{2+}} = c \times V = 1,15 \, \text{mol/L} \times 0,1 \, \text{L} = 0,115 \, \text{mol} \]
Puisque la réaction est totale, tout le Ni²+ réagit avec le Zn, donc la concentration finale des ions Ni²+ est nulle. Ainsi, la masse de zinc restant est égale à la masse initiale de zinc, soit 10,10 g.
2b- Un moyen de réaliser une réaction chimique de même bilan mais s'accompagnant d'un courant électrique est d'utiliser une électrolyse. Par exemple, en réalisant une électrolyse de la solution de sulfate de nickel (II) en utilisant une cellule électrolytique.
2c- La quantité d'électricité maximale que peut débiter ce dispositif peut être calculée à partir de la quantité de matière de Ni²+ présente initialement dans la solution. Utilisant la relation \( Q = n \times F \), où \( Q \) est la quantité de charge électrique, \( n \) est la quantité de matière en mol et \( F \) est la constante de Faraday.
\[ Q = 0,115 \, \text{mol} \times 96500 \, \text{C/mol} = 11107,5 \, \text{C} \]
Ce dispositif peut donc débiter une charge maximale de 11107,5 C.
\[ Cu(s) + Ni^{2+}(aq) \rightarrow Pas de réaction \]
2a- Lorsque l'on plonge une lame de zinc dans la solution S, une réaction se produit car le zinc est plus réactif que le nickel. La réaction est totale. La solution se décolore car le zinc réduit les ions nickel présents. Pour calculer la masse de zinc restant, on utilise la relation entre les quantités de matière des réactifs et des produits. Si la solution se décolore, cela signifie que tous les ions nickel présents ont réagi. On utilise donc cette information pour calculer la concentration finale des ions Ni²+.
L'équation-bilan de la réaction est :
\[ Zn(s) + Ni^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Ni(s) \]
La quantité de matière initiale de Ni²+ est donnée par :
\[ n_{Ni^{2+}} = c \times V = 1,15 \, \text{mol/L} \times 0,1 \, \text{L} = 0,115 \, \text{mol} \]
Puisque la réaction est totale, tout le Ni²+ réagit avec le Zn, donc la concentration finale des ions Ni²+ est nulle. Ainsi, la masse de zinc restant est égale à la masse initiale de zinc, soit 10,10 g.
2b- Un moyen de réaliser une réaction chimique de même bilan mais s'accompagnant d'un courant électrique est d'utiliser une électrolyse. Par exemple, en réalisant une électrolyse de la solution de sulfate de nickel (II) en utilisant une cellule électrolytique.
2c- La quantité d'électricité maximale que peut débiter ce dispositif peut être calculée à partir de la quantité de matière de Ni²+ présente initialement dans la solution. Utilisant la relation \( Q = n \times F \), où \( Q \) est la quantité de charge électrique, \( n \) est la quantité de matière en mol et \( F \) est la constante de Faraday.
\[ Q = 0,115 \, \text{mol} \times 96500 \, \text{C/mol} = 11107,5 \, \text{C} \]
Ce dispositif peut donc débiter une charge maximale de 11107,5 C.