Sujet Physique-Chimie — Terminale — Antilles-Guyane — Bac 2009

• / EXERCICE 1: UN BIJOU PEU COÛTEUX (6,5 points) l'argenture est un procédé encore très utilisé qui consiste à déposer unefine couche d'argent sur un métal moins noble, par exemple du cuivre pour la fabrication de bagues bon marché. le protocole consiste à réaliser une électrolyse en utilisant une solution aqueuse de nitrate d'argent (Ag+(aq),NO3(aq) afin de déposer sur cette bague en cuivre de l'argent sous forme solide. le = volume de la solution S de nitrate d'argent introduite dans l'éiectrolyseur sera V 500 ml et sa = concentration en soluté apporté C 4,OOx10.3mol.t,". la bague en cuivre, préalablement décapée, est complètement immergée dans lasolution et reliée par unfil conducteur à ungénérateur comme le décrit leschéma ci-dessous. Une électrode de graphite (considéré comme inerte) plongée dans la solution, permet la circulation d'un courant électrique. l'électrolyse commence lors de la fermeture de l'interrupteur K. le générateur délivre K alors pendant une durée notée I:i.t un Electrodeen courant électrique d'intensité 1 • graphite constante. Au niveau de l'électrode de graphite, on observe un dégagement gazeux et sur l'électrode constituée par labague, Bagueen seul un dépôt d'argent apparaît cuivre distinctement. SolutionS On considérera que les anions nitrate NO3 ne subissent aucune transformation chimique au cours de l'électrolyse. Ils contribuent seulement au passagedu courant électrique dans l'électrolyseur. Données Coupleoxydo-réducteur: Ag+(aq)/Ag(s) H'"(aq)/H2(g) 02(g)/H20(R) Constantede Faraday F=96500 C.mol-1 ; = = = Massesmolaires eng.mol-1 M(Ag) 107,9 M(H) 1,0 M(O) 16,0 : 1· Bilan de l'électrolyse 1.1. la bague en cuivre constitue-t-elle l'anode ou la cathode pour cette électrolyse? Justifier votre réponse. Doit-elle être reliée à la borne positive ou négative du générateur de tension présent dans le montage? 1.2. Quelle autre demi-équation d'oxydoréduction est susceptible de se produire à l'électrode constituée par labagueen cuivre ? 1.3. Écrire lademi-équation d'oxydoréduction susceptible deseproduire à l'électrodede graphite. 1.4. À l'aide des questions précédentes, justifier l'équation suivante traduisant le bilan de = l'électrolyse: 4Ag+(aq) + 2H20(R) 4Ag(s) + 02(g) + 4W(aq) = = 1.5. la durée de l'électrolyse estdeI1t 80 minet l'intensité ducourant vaut 1 24mA 1.5.1Déterminer laquantité nte) d'électrons échangée pendantcette durée. 1.5.2 Déterminer laquantité initiale d'ions Ag+,n;(Ag+),présents à lafermeture de l'interrupteur. Compléter letableau d'avancement en annexe page 12 à rendre avec la copie. 9PYOSAG2 Page 2113 1.5.3Endéduire l'avancementxde la réactionau boutde ladurée defonctionnement l:i.t. m(Ag)déposée sur labagueen cuivre. 2- Choix d'une réaction support pour doser les ions argent restant après électrolyse Dans un tube à essais contenant