Chimie 2001 C 1 1

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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 que cette 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 de solubilité 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 de dihydrogène (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

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1. Ecrire les

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