EXERCICE 1 : Partie II.1 du cours

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Physique Chimie

Chap 14 : Piles et accumulateurs

TRANSPORT

EXERCICE 1 : Partie II.1 du cours

Soit les couples redox suivant : Fe²⁺(aq) / Fe (s) Li⁺(aq) / Li (s) I2 (s) / I^-(aq)

1) Parmi les atomes ci-dessus nommer les réducteurs.

2) Qu’est-ce qu’un réducteur ?

3) Parmi les atomes ci-dessus nommer les oxydants.

4) Qu’est-ce qu’un oxydant ?

5) Ecrire les demi-équations électroniques de chacun des couples en équilibrant les charges.

EXERCICE 2 : Partie II.2 du cours

 Ecrire les demi-équations électroniques de chacun des couples ci-dessous en milieu acide Oxonium / Dihydrogène : H3O⁺/ H2

Dioxygène / Hydroxyde : O2 / OH^-

EXERCICE 3 : Partie II.2 du cours

 Ecrire la demi-équation électronique du couple ci-dessous en milieu acide

Dioxygène / eau O2(g) / H2O(aq) (utiliser pour les piles à combustibles)

EXERCICE 4 : Partie II.2 du cours

 En s’aidant de la partie II.2 du cours, écrire la demi-équation électronique du couple ci-dessous en milieu acide.

Dioxyde de plomb/Ion plomb PbO2(s) / Pb²⁺(aq) (utiliser pour les batteries)

EXERCICE 5 : Parties II et III du cours

On place une lame de fer Fe(s) dans un bécher contenant une solution de sulfate de fer contenant des ions CU2+

(Aq).

. Une réaction d’oxydoréduction se produit.

1) Ecrire la ½ équation de réduction des ions Cu²⁺ du couple Cu²⁺ / Cu 2) Ecrire la ½ équation d’oxydation du fer Fe du couple Fe²⁺ / Fe.

3) En déduire l’équation de la réaction d’oxydoréduction.

4) Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydoréduction ?

Pour équilibrer certaines demi-équations électroniques contenant des atomes oxygène et d’hydrogène, il est nécessaire d’ajouter à cette ½ équation de l’eau H2O .

Pour équilibrer les atomes d’hydrogène de certaines demi-équations électroniques, il est nécessaire d’ajouter des protons H⁺ (en milieu acide) ou bien des ions hydroxyde HO^-(milieu basique)

Cu²⁺ Cu

Fe²⁺ Fe

Le plus oxydant

Le plus réducteur

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EXERCICE 6 : Parties I, II et III du cours

Document : Pile saline(ou pile Leclanché)

Les piles salines mettent en jeu les couples redox Zn²⁺ / Zn et MnO2(s) / MnO(OH) pour produire des électrons.

D’après le document ci-dessus et de la règle du gamma :

1) Indiquer les réactifs (= espèces chimiques initiales) de contenus dans la pile saline.

- Préciser l’oxydant et le réducteur.

- Préciser qui va céder des électrons.

- Quelle est l’espèce chimique qui va donner des électrons ?

- En déduire la borne négative, la borne positive et le sens du courant I sur le schéma.

2) Indiquer les produits (= espèces chimiques produites) de la réaction d’oxydoréduction 3) Quel élément de la pile va s’oxyder ?

4) Quel élément de la pile va se réduire ?

5) Ecrire la demi équation électronique d’oxydation du couple Zn²⁺ / Zn .

6) Ecrire la demi équation électronique de réduction du couple et MnO₂ / MnO(OH) en milieu acide.

MnO2 + _ _ _ _+ _ _ _ _ = MnO(OH)

7) En déduire l’équation bilan d’oxydoréduction.

MnO2 MnO(OH)

Zn²⁺ Zn

Le plus oxydant

Le plus réducteur Dioxyde de

manganèse (s) Manganite (s)

Borne

MnO2

Zn

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CARACTÉRISTIQUES D’UNE AMPOULE Type de lampe H1

Voltage [V] : 12

Puissance nominale [W] : 60

EXERCICE 7 : Partie du cours IV.1

Document 1 : Batterie voiture pour Renault Clio II (Diesel) 1.9 D, DTi 09/1998

Document 2 : Caractéristique d’une ampoule pour un phare de voiture

1) Calculer la durée de vie de la batterie si elle fournit en permanence son courant maximal.

2) Un jeune conducteur a oublié d’éteindre les 2 phares de sa voiture toute une nuit. Il retrouve sa voiture 10h après. Sa batterie POWER START s’est-elle totalement déchargée ?

EXERCICE 8 : Partie IV.2 du cours

Document 1 : Caractéristiques d’une pile au Lithium d’un compteur de vélo

1) Déterminer la quantité d’électrons n_e (en mol) ainsi que le nombre d’électrons N pouvant-être produit par la pile au lithium.

EXERCICE 9 : Partie IV.3 du cours

On s’intéresse à une batterie d’un téléphone portable le Galaxy S4 du constructeur Samsung.

 Sur le recto de la batterie est indiquée sa capacité Q=1,5 A.h ainsi que son énergie électrique disponible E =5,5 W.h. En déduire la tension nominale inscrite sur le verso de la batterie.

Marque:NX

Technologie : Plomb ouvert Tension : 12 V

Capacité minimum : 55 Ah

Dimension de l'unité : 249mm (L) x 175mm (l) x 190mm (h) Gamme POWER START

Intensité au démarrage : 460 A

PILE AU LITHIUM 2032

Norme IEC: CR2032 3,0 volts

220 mAh

Dimensions (mm): 3 x 20 x 20 Lithium

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EXERCICE 10 : Partie IV.4 et IV.5 du cours

Document 1 : Batterie d’une Clio III

Tension : 12,7 V Capacité : 55 A.h

Document 2 : Démarreur d’une clio III

Lors du démarrage d’une Clio III, la batterie alimente un moteur électrique appelé « démarreur ». Ce moteur électrique permet de lancer le moteur thermique à combustion interne. Le démarreur absorbe alors un courant d’intensité 350 A et la tension U aux bornes de la batterie chute de 12,7 V à 9,2 V.

1) Quelle est la cause de chute de tension aux bornes de la batterie ?

2) Déterminer la chute de tension. En déduire la résistance interne r de la batterie 3) Déterminer la puissance dissipée par effet joule de la résistance r.

4) Déterminer la puissance utilisée par le démarreur.

5) Déterminer le rendement  électrochimique de la batterie.