Arbre de Diane

L'arbre de diane sert à représenter les différentes étapes ou réactions chimiques d'une manière visuelle. Il montre comment une réaction peut mener à d'autres réactions ou produits, comme un arbre avec plusieurs branches qui se divisent à chaque étape. Cela permet de mieux comprendre les processus chimiques complexes.

protocole:

Pour réaliser le protocole, nous allons plonger 1 fil de cuivre torsadé en forme d'arbre dans 200 ml de solution de nitrate d'argent de concentration 0.1 mol/L et suivre l'évolution du système et l'apparition de l'argent. On obtient un bel « arbre de Diane » au bout de 25 minutes.

Le moteur thermodynamique de la réaction provient de la différence de potentiel entre les couples d'oxydo-réduction, différence qui peut être mise en évidence par la « règle du gamma » sur un axe représentant le potentiel standard.

Les demi-équations d'oxydo-réduction s'écrivent :

Oxydation du cuivre : 

Réduction de l'argent :

Réaction totale :                   

La constante d'équilibre de cette réaction s'exprime :

À l'équilibre, le potentiel de la solution peut s'écrire avec la relation de Nernst associée aux deux couples d'oxydo-réduction présents en solution :

La couleur bleu du cuivre (II) en solution aqueuse vient de la formation du complexe hexaaquacuivre (II) Cu(H₂O)₆ de géométrie octaédrique.

L'argent métallique (Ag) réagit avec l'oxygène de l'air pour former de l'oxyde d'argent (Ag2O), un composé de couleur noire, dans une réaction très lente qui peut être accélérée par la lumière.