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'un
Question
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.
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1 Réponse
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1. Réponse 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