Chimie 2001 C 1 1

Disponible uniquement sur Etudier
  • Pages : 6 (1288 mots )
  • Téléchargement(s) : 0
  • Publié le : 25 mars 2015
Lire le document complet
Aperçu du document
Propriété du site http://www.chimix.com

données :
élément
Mn Fe Co Ni Cu
n° atomique Z 25 26 27 28 29
Configurations électroniques.
1. Donner la structure électronique de l'atome de cobalt dans son état fondamental.
2. Préciser à quel bloc d'éléments (s, p, d ou f) dans la classification périodique appartient le
cobalt. Justifier.
3. Donner la configuration électronique des ions Co2+ et Co3+.Radioactivité.
Le cobalt 60 est un radionucléide émetteur β-.
1. Préciser la nature de la radioactivité β-.
2. Écrire l'équation de la réaction de désintégration du cobalt 60. Préciser les règles utilisées.
3. L'activité A d'un échantillon est le nombre de désintégrations par seconde.
- Sachant que cette activité A est proportionnelle au nombre N de noyaux non désintégrés
qu'il contient, montrer quecette grandeur varie au cours du temps selon la loi : ln(A/Ao) = λ.t
- Préciser le nom de la constante λ.
4. Définir la période d'un radionucléide.
5. Calculer la période du cobalt 60, sachant qu'au bout d'un an, l'activité a diminué de 12 %.
les ions du cobalt en solution :
Données (à 25 °C)
Constantes d'acidité des couples acide/base : H2S/HS- : pKa1 = 7,0 HS-/S2- : pKa2 = 13,0
Produits desolubilité Ks (MnS) = 3 10-10 Ks (CoS) = 4 10-21
Potentiels standard E°(Co3+/Co2+) = E°1 = + 1,84 V E°(O2/H2O)= + 1,23V
Constantes de dissociation des complexes Co(NH3)62+ : Kdl = 4 10-5 Co(NH3)63+ : Kd2 = 6 10-36
(RT/F).ln(x) = 0,06 lg(x), en volt

Séparation des ions Co2+ d'un mélange, par précipitation de sulfures à pH contrôlé
On considère que dans une solution aqueuse saturée en sulfure dedihydrogène (H2S), la
concentration molaire en H2S, notée c0, est constante et égale à 0,10 mol.L-1, à 25 °C. Dans toute la
question 1., on maintient la saturation en H2S et on augmente progressivement le pH à partir de pH
= 0.
Etude de la solution saturée de sulfure de dihydrogène.

Corrigé proposé par Claude Raclot du Lycée des Haberges

Propriété du site http://www.chimix.com

1. Ecrire leséquations des réactions qui se produisent lors de la dissolution dans l'eau du sulfure
de dihydrogène.
2. Etablir l'expression littérale de la concentration molaire en ions sulfure S2- en fonction de la
concentration molaire en ions H3O+, de Ka1, Ka2, et c0.
3. Dans 200 mL de cette solution saturée en H2S, on introduit, sans variation de volume, 0,010
mol de nitrate de cobalt(II) solide et 0,010 mol denitrate de manganèse(II) solide (ces deux
produits sont solubles).
- Calculer le pH de précipitation de chacun des deux sulfures.
- Déterminer le domaine de pH dans lequel on obtient la précipitation du sulfure de cobalt
sans qu'il y ait précipitation du sulfure de manganèse.
Stabilité des ions Co3+ en solution aqueuse.
1. Justifier sans calcul le fait que les ions Co3+ ne peuvent exister durablementdans l'eau, à pH
= 0.
2. Ecrire l'équation de la réaction d'oxydo-réduction qui se produit alors entre les ions Co3+ et
l'eau, en milieu acide.
3. Dans une solution aqueuse d'ammoniac:
- les ions Co2+sont complexés en ions Co(NH3)62+ (de constante de dissociation Kdl) ;
- les ions Co3+ sont complexés en ions Co(NH3)63+ (de constante de dissociation Kd2).
Donner les noms de ces deux complexes.Écrire les équations de ces deux réactions de complexation.
Donner l'expression des constantes de dissociation des deux complexes (Kd1 et Kd2).
Écrire la formule de Nernst pour le couple redox : Co3+/Co2+ (de potentiel standard E°1),
puis pour le couple redox : Co(NH3)63+ /Co(NH3)62+ (de potentiel standard E°2).
Établir la relation entre E°1, E°2, Kd1 et Kd2.
Calculer E°2 et expliquer pourquoi lesions Co(NH3)63+ ne réagissent pas avec l'eau.

corrigé
configurations électroniques :
27 électrons:
1s² (deux sur la première couche)
2s2 2p6 (huit sur la seconde couche)
3s2 3p6 3 d7 (15 sur la troisième couche)
4s² ( 2 sur la quatrième couche)
le cobalt appartient à la première série des éléments de transition
( sous couche 3d incomplète et 2 électrons sur la sous couche 4s²)
Co2+ : 1s² 2s2 2p6...