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Centrale supelec mp 2003 physique chimie epreuve

PHYSIQUE-CHIMIE PHYSIQUE-CHIMIE Filière MP Traitements des surfaces Partie I - Codépôt électrochimique cuivre-zinc I A - Pour augmenter la qualité de surface d ? une pièce en acier on désire recouvrir cette pièce d ? un alliage cuivre-zinc laiton Une méthode pour réaliser ce codépôt de deux métaux est la réduction d ? ions cuivre et zinc en solution aqueuse directement sur la pièce métallique Données RT ln ? F V ? pH Couple redox Cu aq ? Cus Cu aq ? Cus Zn aq ? Zns O g ? H O H aq ? H E V - Complexe pK d Cu CN ?? Zn OH ?? Couple acide-base HCN ? CN ?? pKa I A a Énoncer la loi de Nernst relative à un couple rédox Ox ? Red b Calculer le potentiel d ? électrode imposé par les couples suivants à pH O g ? H O Cu a q ? Cus Zna q ? Zns On prendra soluté ?? mol L ?? et P O g bar I A Placer dans les cartouches du diagramme E ?? pH de la feuille annexe les espèces suivantes Cu aq Zn OH ?? aq Zns O g H Oliq Cu Os et H g Cu OH s Cus ? Zn a q Zn OH s Les encadrements des cartouches sont relatifs aux frontières tracées I A Démontrer que la pente du segment CD est V ? pH Concours Centrale-Supélec CPHYSIQUE-CHIMIE Filière MP Filière MP I A a Une solution aqueuse à pH contient les espèces zinc II et cuivre II Sous quelle forme se trouvent ces espèces Et à pH b Écrire les réactions qui ont lieu lors du passage de pH à pH Peuton encore utiliser cette solution basique pour réaliser le dépôt Pourquoi I B - On réalise le montage de la ?gure ci-contre La solution est à pH E Figure I B anode a Quel doit être le signe de la f e m E du générateur pour que la pièce se recouvre de métal Justi ?er b Écrire les trois échanges électroniques qui peuvent avoir lieu sur la cathode pièce à recouvrir cathode solution aqueuse contenant les ions cuivre et zinc c Écrire l ? échange électronique qui peut avoir lieu sur l ? anode on admettra que les anions de la solution n ? interviennent pas I B On augmente progressivement E à partir de la valeur nulle Déterminer à partir du diagramme la plus petite valeur de E pour laquelle il y a une réaction électrochimique Que se passe-t-il sur la cathode I B Quelle doit être la plus petite valeur de E pour que l ? on puisse avoir un dépôt de laiton sur la pièce Quelle est la réaction parasite ? qui a lieu Ces conditions de dépôt sont-elles satisfaisantes Pourquoi I C - I C a Ks L a r é ?? a c tiQonueClleu eOsst H O la nature Cu aq du couple HO ?? Cu Os a pour