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TP-BAC STAV-59
CHARGE ET DÉCHARGE D’UNE BATTERIE
Nom et prénom de l’élève
OBJECTIFS - Réaliser la charge et la décharge d’un accumulateur en plomb.
- Ecrire les réactions d’oxydoréductions aux électrodes
1- Généralités
Une batterie d’accumulateurs ou plus communément une batterie est un ensemble d’accumulateurs électriques reliés entre eux de façons à créer un générateur électrique de tension et de capacité désirée.
On appelle aussi batteries les accumulateurs rechargeables destinées aux appareils électriques et électroniques domestiques.
Les batteries (ou accumulateurs) et les piles sont des systèmes électrochimiques, qui stockent de l’énergie sous formes chimiques et la restituent sous forme électrique. Les batteries sont basées sur un système électrochimique réversible, contrairement aux piles.
Une batterie au plomb est un ensemble d’accumulateurs au plomb-acide sulfurique raccordés en série, afin d’obtenir une tension désirée, et réunis dans un même boitier.
Ta mission :
① Faire un montage électrique d’après un schéma donné.
② mesure la tension et l’intensité lors de la charge et la décharge de l’accumulateur.
③ Ecrire les réactions correspondantes aux électrodes.
Plomb se dit lead en anglais
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2- Etude de la charge et de la décharge d’une cellule d’accumulateur
① Compléter le dessin en y ajoutant les fils conducteurs, afin que le câblage réalisé corresponde exactement au schéma.
Faire vérifier votre schéma par l’enseignant
A
Calibre 200 mA
V
Calibre 20 V
A B
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② Réaliser le montage suivant sans allumer le générateur
Faire vérifier le montage par l’enseignant avant de brancher sur le secteur.
③ Noter la valeur de la tension aux bornes de l’accumulateur au plomb réalisé.
④ Allumer le générateur, fermer l’interrupteur (K2) pendant une dizaine de minute.
⑤ Noter vos observations.
⑥ Noter l’aspect des deux plaques de plomb au bout d’une dizaine de minutes.
⑥ Ouvrir l’interrupteur (K2) et fermer l’interrupteur (K1).
⑦ Noter vos observation.
⑧ Noter l’aspect des deux plaques de plomb lorsque l’intensité est nulle.
3- Interprétation des résultats
① Préciser celui qui correspondant à la charge de l’accumulateur réalisé et celui correspondant à la décharge.
② Noter sur les schémas le sens de circulation des électrons et le sens du courant.
RANGER LE MATERIEL UTILISÉ SUR DE VOTRE PAILLASSE APRES LA SEANCE DE
TRAVAUX PRATIQUES.
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③ En vous aidant de vos observations, du sens de circulation des électrons et de l’aide, écrire les demi-réactions d’oxydoréduction se produisant aux bornes de l’accumulateur réalisé lors de la charge sachant que les couples rédox intervenant sont :
→ A la borne A : PbO
2/Pb
2+et O
2/H
2O
→ A la borne B : Pb
2+/Pb et H
+/H
2④ De la même façon, écrire les demi-réactions d’oxydoréduction se produisant aux bornes de l’accumulateur réalisé lors de la décharge sachant que les couples rédox intervenant sont :
→ A la borne A : PbO
2/Pb
2+→ A la borne B : Pb
2+/Pb
⑤ En déduire les équations des réactions d’oxydoréduction ayant lieu lors de la charge et lors de la décharge.
⑥ Justifier le risque d’explosion d’une batterie au plomb.
Le plomb (Pb) est de couleur gris
L’oxyde de plomb (PbO2) est d’aspect marron
Le sulfate de plomb est un solide blanc peu soluble dans l’eau.
Comment équilibrer les réactions d’oxydoréduction faisant intervenir de l’oxygène.
Exemple avec le couple HClO/Cl2
1- Equilibrer l’élément principale du couple. (Ici c’est le chlore : Cl) 2 HClO = Cl2
2- Equilibrer l’élément oxygène en ajoutant de l’eau (H2O) 2 HClO = Cl2
+ 2 H
2O 3- Equilibrer l’élément hydrogène en ajoutant des ions H+2 HClO + 2 H+
= Cl
2+ 2 H
2O 4- Equilibrer la charge électrique en ajoutant des électrons (e-)2 HClO + 2 H+
+ 2 e
-= Cl
2+ 2 H
2OLors de la dernière étape, les électrons sont forcément du côté de l’oxydant car par définition c’est lui qui capte les électrons.
