Les calculatrices sont autorisées
N.B. : Si un candidat est amené à repérer ce qui peut lui sembler être une erreur d’énoncé, il le signalera sur sa copie et devra poursuivre sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu’il a été amené à prendre.
Les parties I, II et III sont indépendantes et dans chacune d’elles, un certain nombre de questions peuvent être traitées séparément.

Partie I : Chimie du fer et des oxy-hydroxydes de fer

Le fer est le quatrième élément le plus important de la croûte terrestre (5,6% en masse). Des oxydes, hydroxydes ou oxy-hydroxydes de fer apparaissent lors de l’altération des roches pour se retrouver ensuite au niveau des sols. Ils peuvent subir alors des cycles d’oxydoréduction suivant les conditions du milieu ou la présence de microorganismes. Ils « oscillent » entre la forme Fe(II) phase mobile dans le milieu géologique et Fe(III) phase peu mobile avec une faible solubilité. Ces oxydes de fer ont la capacité de limiter la migration des polluants dans de nombreux écosystèmes et de réguler la distribution des nutriments apportés aux plantes (phosphore, nitrates, sélénium…).
Ce problème aborde différents aspects de la chimie du fer ainsi que quelques aspects des propriétés complexantes des oxy-hydroxydes de fer.

Données
•

Rayons atomiques et masse molaire :
- Rayons atomiques du fer et du carbone : rFe = 0,124 nm ; rC = 0,077 nm
- Masse molaire du fer :
M Fe = 56 g ⋅ mol-1

•

Données thermodynamiques à 298 K :

- Enthalpies libres molaires standard de formation ΔfG° (en kJ ⋅ mol-1) : composés H2O(g)

Fe(OH)3(s)

Fe2O3(s)

FeO(s)

Fe3O4(s)

FeO(OH)(s)

ΔfG°

-229

-700

-750

-245

-1016

-500

1/1
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- Enthalpies molaires standard de formation ΔfH° (en kJ ⋅ mol-1) et entropies molaires standard Sm°
(en J ⋅ mol-1 ⋅ K-1) : composés ΔfH°
Sm°
•
•

Fe(s)

O2(g)

28

200

FeO(s)