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Bonjour j’ai besoin de votre aide pour un exercice de chimie:

Les circuits imprimés des smartphones sont réalisés à
partir d'une plaque isolante recouverte d'une couche de
cuivre. Cette couche devant être relativement fine, la
plaque est plongée dans un volume V = 300 mL d'une
solution de chlorure de fer (III) à la concentration
C = 2,5 mol-L-' pour éliminer l'excès de cuivre.
Données :
Couples oxydant/réducteur : Fe3+ (aq) / Fe2+ (aq); Cu2+ (aq) / Cu (s)
M(Cu) = 63,5 g.mol-1
p(Cu) = 8,9 g.cm-
1. À l'aide d'un tableau d'avancement, déterminer la masse de cuivre qu'il est possible
d'éliminer lors de cette transformation chimique supposée totale.
2. En déduire la surface de cuivre correspondante, sachant que l'épaisseur de la couche de
cuivre est égale à 40 um.
.

Sagot :

scoladan

Bonjour,

1)

demi-équations des 2 couples :

Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe

on multiplie par 3 la 1ère et par 2 la 2nde pour équilibrer l'échange de e⁻ et on ajoute membre à membre :

3Cu + 2Fe³⁺ → 3Cu²⁺ + 2Fe

ni(Fe) = C x V = 2,5 x 0,300 = 0,75 mol

Tableau d'avancement :

                           3Cu      +      2Fe³⁺     →    3Cu²⁺ + 2Fe

Etat       Avanct.

initial         0         ni(Cu)            0,75               0          0

en cours    x       ni(Cu) - 3x     0,75 - 2x         3x         2x

final           xf      ni(Cu) - 3xf    0,75 - 2xf        3xf        2xf

Réaction totale, donc : 0,75 - 2xf = 0, soit xf = 0,75/2 = 0,375 mol

Quantité de matière de cuivre éliminée :

n(Cu) = 3xf = 3 x 0,375 = 1,125 mol

m(Cu) = n(Cu) x M(Cu) = 1,125 x 63,5 ≈ 71,4 g

2) Volume de cuivre correspondant :

V(Cu) = m(Cu)/ρ(Cu) = 71,4/8,9 ≈ 8,0 cm³

e = 40 μm = 40.10⁻⁶ m = 4,0.10⁻³ cm

⇒ Surface de cuivre :

S = V(Cu)/e = 8,0/4,0.10⁻³ = 2.10³ cm²

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