Licence de Chimie L3 27 juin 2013 7LCHI512CE Epreuve de Chimie Inorganique Réactivité des solides inorganiques Durée : 2h Toute réponse doit être clairement justifiée (calculs, réactions chimiques…) et il sera tenu compte de la présentation. Les calculettes sont autorisées. I – Diagramme d’état d’oxydation du plomb On donne à 25°C et à pH = 0 les potentiels standard E° des couples oxydant/réducteur suivants : Ox / Red Pb2+ / Pb (s) Pb3O4 (s) / Pb2+ PbO2 (s) / Pb3O4 (s) H3O+ / H2 (g) Cl2 (g) / Cl- E° / V -0,13 2,09 1,13 0 1,358 1 - Tracer le DEO du plomb sur le graphe 1 donné en annexe. 2 - Quel est le degré d’oxydation du plomb le plus stable ? 3 - Que dire de l’oxyde Pb3O4 ? Justifier et écrire les équations bilans. 4 – Discuter l'action de l’acide chlorhydrique sur le plomb. II – Diagramme d’Ellingham 1 – Sur le graphe 2 donné en annexe, tracer le diagramme d’Ellingham du nickel. Indiquer les domaines de stabilité du métal et de l’oxyde. 2 – On désire réduire l’oxyde de nickel NiO par le carbone sans obtenir de dégagement de monoxyde de carbone. Déterminer à l’aide du diagramme le domaine de température dans lequel on doit se placer. 3 – On désire obtenir du nickel métallique au degré d’oxydation 0 à 400 K. Estimer graphiquement à l’aide du diagramme la pression maximale de dioxygène qu’il peut régner dans l’enceinte réactionnelle sans qu’il y ait formation de NiO. Est-ce facilement réalisable ? Que pourrait-on faire ? On donne : 2Ni(s) + O2(g) 2NiO(s) rG° = -482 + 0,188T en kJ.mol-1 III – Diagramme de Pourbaix On donne en annexe le diagramme de Pourbaix de l’argent. 1 – Quelles sont les différentes entités chimiques en solution aqueuse figurant dans le diagramme ? Déterminer le degré d’oxydation de l’argent dans ces entités. 2 – Quelles sont les particularités des lignes 1’ et 2’ ? Ecrire les équilibres chimiques impliquant les espèces majoritaires dans la solution aqueuse lorsqu’on se trouve au voisinage de ces deux lignes. Quelles grandeurs thermodynamiques peut-on tirer de ces deux lignes ? Les évaluer. 3 – Est-ce que l’oxyde Ag2O est thermodynamiquement passivant ? Distinguer alors clairement sur le diagramme les domaines de corrosion, d’immunité et de passivation de l’argent. 4 – Dans quelles conditions l’argent métallique peut-il être utilisé sans risque en présence d’eau ? Peut-on trouver l’argent à l’état natif (degré d’oxydation zéro) dans la nature ? 5 – Expliquer ce qu’est la protection cathodique.