Mesure du potentiel redox et voltamétrie du système ferricyanure/ferrocyanure

Résumé du document

Le but de ce TP est de déterminer le potentiel du couple ferricyanure/ferrocyanure avec le logiciel voltamaster 4 et d'un potentiostat PGZ 301. L'étude des courbes de voltamétrie obtenues nous permettra aussi dans un deuxième temps de caractériser la cinétique des réactions. On utilisera pour effectuer ces mesures un système comprenant une électrode de platine, une contre électrode de platine (pour stabiliser le système) et une électrode de référence ECS (au calomel) (...)

Extraits

[...] Mesure du potentiel redox et voltamétrie du système Ferricyanure/Ferrocyanure I Introduction Le but de ce TP est de déterminer le potentiel du couple ferricyanure/ferrocyanure avec le logiciel voltamaster 4 et d'un potentiostat PGZ 301. L'étude des courbes de voltamétrie obtenues nous permettra aussi dans un deuxième temps de caractériser la cinétique des réactions. On utilisera pour effectuer ces mesures un système comprenant une électrode de platine, une contre électrode de platine (pour stabiliser le système) et une électrode de référence ECS (au calomel). [...]

[...] EPt/ECS + ECS/ENH = E'0 +(0,059/n)log([Ox]/[Red]) Notations : Données : EECS =0,241 V//ENH Par régression linéaire sur la courbe obtenue, on a donc la pente qui correspond à 0,059/n et l'ordonnée à l'origine qui est : E'0 L'équation obtenue est : EPt/EECS=55,434 x log([[Fe(CN)6]3-] / + 157,63 mV D'où E'0 =157,63 mV Et 0,059/n = soit n=1,06 correspondant au nombre d'électrons échangés). Détermination du potentiel standard E0 du couple couple [Fe(CN)6]3- Ce potentiel est donnée par : E0=E'0-(0,059/n)log(γ[Fe(CN)6]3-/γ-/[Fe(CN)6]4- ) + EECS/EENH pour Détermination des coefficients d'activité des ions ferricyanure et ferrocyanure : Ces coefficients sont données par les relations de Debye et Hückel. Il nous faut déterminer la force ionique I de la solution. [...]

[...] K4Fe(CN) + Fe(CN)64- Solution B : 250 mL de ferricyanure de potassium 0,01 M dans KCl 0,1 M. K3Fe(CN) + Fe(CN)63- Détermination des masses à peser : Les masses molaires des composés et les pourcentages massiques (Pmassique ) ont étés relevés sur les flacons les contenant. Solution KCl mKCl=(V x MKCl x CKCl)/Pmassique(KCl) mKCl 250.10 x 74,55 x mKCl =1,88g Solution K4Fe(CN)6,3H2O (ferrocyanure de potassium) mK4Fe(CN)6,3H2O=(V x MK4Fe(CN)6,3H2O x CK4Fe(CN)6,3H2O)/ Pmassique(K4Fe(CN)6,3H2O) mK4Fe(CN)6,3H2O=( 250.10 x 422,41 x 0,01)/99% mK4Fe(CN)6,3H2O=1,07 g Solution K3Fe(CN)6,3H2O (ferricyanure de potassium) mK3Fe(CN)6O=(V x MK3Fe(CN)6 x CK3Fe(CN)6 Pmassique(K3Fe(CN)6) mK3Fe(CN)6O=( 250.10 x 329,26 x 0,01)/99% mK3Fe(CN)6O=0,83g Schémas de préparation des deux solutions : Figure 1 Figure 2 La solution A contient donc l'élément réducteur ([Fe(CN)6]4-)du couple [Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4- et la solution B l'élément oxydant Ensuite on prépare les quatre mélanges suivants : Calcul des concentrations : CK4Fe(CN)6,3H2O x V[Fe(CN)6]4-)/Vmélange Pour le mélange 1 : x 5)/50 1.10 mol.L-1 CK3Fe(CN)6 x V[Fe(CN)6]3-)/Vmélange Pour le mélange 1 : x 45)/50 9.10 mol.L-1 On fait de même pour les autres mélanges e faisant des rapports de dilution. [...]