M SERRE 1PROE
LES TRANSPORTS 4 (T4) :
POURQUOI ETEINDRE SES PHARES QUAND LE MOTEUR EST ARRETE ? TP1 : Quel est le principe des piles ? Cours.
Vous avez vu durant le TP précédent le principe de fonctionnement de deux piles :
• Une pile avec un fruit et des plaques de métaux (de même nature ou de différentes natures qui permettent d'avoir une meilleure tension) ;
• Une pile avec de l'acide sulfurique et 2 plaques de métaux différents (cuivre et zinc). Car avec 2 métaux identiques, l'intensité produite est tellement faible qu'elle est considérée comme nulle.
FONCTIONNEMENT D'UNE TROISIEME PILE : La pile Daniell.
1. Le principe : une réaction d'oxydoréduction.
A l'anode (borne -), la lame de zinc est rongée, limitant la vie de la pile. Quelle est la réaction ?
Zn Zn2+ + 2e- : oxydation
A la cathode (borne +), du cuivre se dépose. Quelle est la réaction ?
Cu2+ + 2e- Cu : réduction
L'équation bilan de la réaction est donc : Zn Zn2+ + 2e-
Cu2+ + 2e- Cu Cu2+ + Zn Cu + Zn2+
Remarques :
Le transfert d'électrons est spontané et se fait par le circuit extérieur à la pile. Il est dû à la dissymétrie entre les couples rédox Zn2+/Zn et Cu2+/Cu
A l'intérieur de la pile, le passage du courant est dû à la migration des ions dans les solutions et le pont salin. Il n'y a pas de passage d'électrons.
L'anode en zinc s'use irréversiblement. Les piles hors d'usage doivent être recyclées.
2. La schématisation de la pile.
(-) Zn2+/Zn Cu2+/Cu (+) : c'est la schématisation Anode Couple Pont salin Couple rédox Cathode
rédox Borne positive Borne négative
3. La force électromotrice (f.e.m) de la pile.
Ci-dessous sont donnés les potentiels standards de quelques couples rédox :
La force électromotrice théorique d'une pile Daniell est donnée par : E = 0,34 - (-0,76) = 1,1 V
E = E°Cu2+/Cu – E°Zn2+/Zn
f.e.m. (V) Potentiel Potentiel Standard Standard Couple rédox Couple rédox borne + borne -
4. La capacité d'une pile.
La capacité d'une pile est la quantité d'électricité Q que cette pile peut fournir en débitant un courant d'intensité I (A) pendant une durée t (h).
L'unité légale de Q est le coulomb (C) : 1 Ah = 3600 C.
La relation est donc : Q = I * t avec I en Ampère et t en secondes
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Exercices 7+8 page 27
