La pile Daniell (mémo)
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LA PILE DANIELL
Composition de la pile Daniell
La pile Daniell est constituée de deux compartiments/béchers appelés demi-piles : - Une demi-pile qui comprend une lame de cuivre plongeant dans une solution de
sulfate de cuivre
- L'autre demi-pile qui comprend une lame de zinc plongeant dans une solution de sulfate de zinc.
Les deux demi-piles sont reliées par un pont salin (solution de chlorure de potassium : KCl).
Rôle du pont salin :
- Fermer le circuit électrique tout en évitant le mélange des deux solutions - Assurer la neutralité électrique dans les deux compartiments de la pile.
e-
I (du + vers le -)(du – vers le +)
Zn Cu
K+ Cl-
Pont salin
Demi-pile
Cu
2+Zn
2+V
- +
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Fonctionnement de la pile 2
L’anode est le lieu où se produit l’oxydation.
La réaction d'oxydation d'un atome de zinc entraîne la libération de deux électrons dans le circuit.
On a : Zn Zn2+ + 2 e-
Les électrons libérés se dirigent alors vers l'autre électrode de la pile, la cathode (le pôle +) en créant un courant dans le circuit.
Ce courant est conventionnellement positif du pôle + vers le pôle –, alors que les électrons se dirigent du pôle – vers le pôle + (car les électrons sont chargés négativement).
La cathode est le lieu où se produit la réduction
Arrivés à la cathode, les électrons sont impliqués dans la réduction des ions cuivre II présents dans la solution.
On a : Cu2+ + 2 e- Cu
L’électrode de cuivre va gagner en masse puisqu’il y a formation de Cu.
Dans le pont salin :
• Les ions K+ et Cl- assurent la circulation du courant dans la pile.
• Dans la solution de sulfate de cuivre, il y a de moins en moins d’ions Cu2+ (réduction du cuivre). Pour garder l’électroneutralité de la solution, les ions K+ vont donc se déplacer dans cette solution.
• Dans la solution de sulfate de zinc, il y a de plus en plus d’ions Zn2+(oxydation du zinc).
Pour garder l’électroneutralité de la solution, les ions Cl- vont donc se déplacer dans cette solution.
NB :
Le passage du courant électrique, à l'extérieur de la pile, s'effectue de la lame de cuivre vers la lame de zinc.
La lame de cuivre est le pole (+) de la pile La lame de zinc est le pole (-) de la pile
Le déplacement des électrons est dans le sens inverse de celui du courant.
Le sens de circulation des électrons (dans le circuit extérieur) indique le sens de la réaction qui se produit spontanément dans la pile.
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Bilan 3
Bilan des transformations chimiques
A l’électrode de zinc : Zn Zn2+ + 2 e- (oxydation) A l’électrode de cuivre : Cu2+ + 2 e- Cu (réduction) Dans la pile : Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
