OXYDO-REDUCTION

Pour tous les exercices sauf indication contraire, le pH sera considéré comme constant et égal à 0. On prendra RT/F = 0,06.

DONNEES

Oxydant

Fe3+

CH3COOH

Br2

IO3-

S4O62-

O2

MnO4-

Réducteur

Fe2+

CH3CH2OH

Br-

I2

S2O32-

H2O2

Mn2+

E0 (V)

0,77

0,1

1,07

1,19

0,09

0,69

1,51

Oxydant

Cr2O72-

I2

Br2

HNO3

Sn4+

Ce4+

Cr3+

Réducteur

Cr3+

I-

Br-

NO

Sn2+

Ce3+

Cr2+

E0 (V)

1,33

0,54

1,07

0,96

0,14

1,61

-0,41

 

 

Exercice 1 :

1) Equilibrer les réactions se produisant entre les couples :

a) HNO3/NO et Fe3+/Fe

b) IO3-/I2 et CH3COOH/CH3CH2OH

  1. Br2/Br- et S4O62- / S2O32-

2) Dans chaque cas calculer la constante d'équilibre de la réaction spontannée dans les conditions standards.

Exercice 2 :

On titre 20 mL d'une solution d'eau oxygénée H2O2 de molarité inconnue par une solution 0,025 mol.L-1 de permanganate de potassium (K+ MnO4-). Il faut verser 12,3 mL de KMnO4 pour atteindre le point équivallent. Quelle est la molarité de H2O2 ?

Exercice 3 :

Pour déterminer le taux d'alcoolémie d'un conducteur on procède ainsi : On prélève 5 mL de sang qu'on mélange à 25 mL d'une solution à 0,005 mol.L-1 de dichromate de potassium (K+ Cr2O72-). Le mélange réactionnel est ensuite titré par une solution à 0,1 mol.L-1 d'iodure de potassium (K+ I-). Il faut verser 6,6 mL de cette solution de KI pour atteindre le point équivalent. Quel est le taux d'alcoolémie du conducteur ?

Exercice 4 :

Calculer le potentiel de Nernst et les concentrations des diverses espèces pour les mélanges suivants :

1) 20 mL de KI 0,2 mol.L-1 + 50 mL de I2 0,25 mol.L-1

2) 150 mL de FeCl3 0,12 mol.L-1 + 200 mL de FeCl2 0,22 mol.L-1

3) 200 mL de KMnO4 0,015 mol.L-1 + 100 mL de FeCl2 0,1 mol.L-1

4) 100 mL de S2O32- 0,025 mol.L-1 + 25 mL de I2 0,125 mol.L-1

 

Exercice 5 :

On titre 20 mL d'une solution de Fe3+ à 0,15 mol.L-1 par une solution de Sn2+ à 0,25 mol.L-1. Tracer la courbe de variation du potentiel de Nernst du mélange réactionnel en fonction du volume versé de la solution de Sn2+.

 

Exercice 6 :

On titre 10 mL d'une solution de Cr2+ à 0,15 mol.L-1 par une solution de Ce4+ à 0,25 mol.L-1.

Tracer la courbe de variation du potentiel de Nernst du mélange réactionnel en fonction du volume versé de la solution de Ce4+.

Exercice 7 :

Soient les couples suivants rencontrés fréquemment en biologie :

(1) Cystine + 2 e- = 2 cystéine E01 = 0,08 V

(2) NAD+ + 2 e- + H+ = NADH E02 = - 0,11 V

On met en présence toutes les espèces impliquées dans ces deux couples dans une solution de pH = 0.

Les concentrations des diverses espèces sont initialement de :

[Cystine] = [NADH] = 5 10-5 mol.L-1.

[Cystéine] = [NAD+] = 1 mol.L-1

Calculer les diverses concentration à l'équilibre.

 

Exercice 8 :

Soient les couples :

CH3-CO-COOH (acide pyruvique) CH3-CHOH-COOH (acide lactique) - E0'(7)=-0,19 V

CH3CHO (éthanal) CH3CH2OH (éthanol) - E0'(7) = -0,17 V

  1. Déterminer les nombres d'oxydation de tous les atomes de carbone présents dans ces deux composés.
  2. Equilibrer la réaction spontannée se produisant entre ces deux couples dans les conditions standards biologiques.

 

Exercice 9 :

Déterminer les nombres d'oxydation des atomes soulignés dans les composés suivants :

Cr2O72- - CH3-CH2-CH = CH - CH3 - CH3 - O - O - H - CH3 - CHOH - SH

Exercice 10 :

Soient les couples I2/I- E0=0,54 V et Cr2O72-/Cr3+ E0=1,33 V

Montrer que si toutes les concentrations (sauf H+) sont fixées à 1 mole.L-1 la réaction spontannée se produisant entre ces couples dépend du pH.