1.4. On peut opérer à température plus basse mais en faisant le vide dans le four.
a) A 1300°C, calculer la constante K° de (R). Commenter.
b) En déduire la pression partielle maximale que l'on peut tolérer dans le four pour que (R) soit totale
dans le sens direct ? Comment y parvient-on ?
2- Propriétés redox :
On donne à 298 K, en solution aqueuse, les potentiels standard redox de divers couples faisant
intervenir uniquement SiO2(S) , SiO(S) et Si (S).
2.1. On se propose d'établir le diagramme potentiel standard apparent en fonction du pH.
On rappelle que toute espèce a une activité égale à l'unité, à l'exception de H3O+.
a) Préciser les divers nombres d'oxydation des corps étudiés.
b) Écrire les demi-équations redox en milieu acide et déduire les expressions Ei = fi (pH).
c) Tracer un diagramme et conclure quant à la stabilité ou la dismutation de l'hypothétique "SiO". En
déduire le diagramme définitif.
d) En pratique, le silicium ne réagit pas en présence de dioxygène, d'eau ou des acides usuels. Quelle
raison voyez-vous ?
2.2. Le silicium est seulement attaqué par l'acide fluorhydrique HF pour conduire à l'hexafluorure de
silicium
et du dihydrogène.
a) Donner une structure de Lewis puis la géométrie selon Gillespie d'un tel édifice.
b) Écrire l'équation redox d'oxydation du silicium par HF (à pH = 0), et calculer sa constante d'équilibre.
II- Obtention du métal par pyrométallurgie :
On s’intéresse dans cette partie à la préparation du magnésium par le procédé « Magnétherm » dans
lequel l’oxyde de magnésium est réduit par le silicium.
Afin de déterminer les conditions optimales de réduction de l’oxyde de magnésium (choix du réducteur,
température, pression), on utilise un diagramme d’Ellingham.
1- Rappeler en quoi consiste l’approximation d’Ellingham.
2- Écrire les équations des réactions associées aux couples MgO/Mg et SiO2/Si.
Le diagramme suivant représente les courbes relatives aux couples MgO/Mg et SiO2/Si entre 300 K et
2000 K.
Les températures de fusion du silicium et du magnésium sont de 1685 K et 923 K respectivement. La
température d’ébullition du magnésium est de 1378 K.