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 3 (Ag+(aq),NO (aqj) 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'électrolyseur sera V 500 ml et sa = concentration en soluté apporté C 4,00x10.3rnol.l,", la bague en cuivre, préalablement décapée, estcomplètement immergéedans 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 ât un courant électrique d'intensité 1 Electrodeen •. 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. Solution S On considérera que les anions nitrate NO3 ne subissent aucune transformation chimique au cours de l'électrolyse. Ils contribuent seulement aupassage ducourantélectriquedans l'électrolyseur. Données Coupleoxydo-réducteur :Ag+(aq)/Ag(s) rr(aq)/H2(g) 02(g)/H20(.e) ConstantedeFaraday F=96500C.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 labagueencuivre? 1.3. Écrirelademi-équation d'oxydoréduction susceptible de seproduire à l'électrodede graphite. 1.4. À l'aide des questions précédentes, justifier l'équation suivante traduisant le bilan de l'électrolyse: 4Ag+(aq) + 2H 0(.e) = 4Ag(s) + 02(g) + 4H+(aq) 2 1.5. la durée de l'électrolyse estdeât=80minet l'intensité ducourantvaut 1=24mA 1.5.1Déterminer laquantité n(e-) d'électrons échangée pendantcettedurée. 1.5.2 Déterminer laquantité initialed'ions Ag+,n,{Ag+),présents à lafermeture de l'interrupteur. Compléter letableau d'avancementen annexe page 12 à rendre avec la copie. 9PYSSAG2 Page 2113 1.5.3 En déduire l'avancement x de la réaction au bout de la durée de fonctionnement At. 1.5.4 Déterminer la masse d'argent m(Ag) déposée sur la bague en cuivre. 2- Choix d'une réaction support pour doser les ions argent restant après électrolyse Dans un tube à essais