Les piles électrochimiques

Les piles électrochimiques

Explication du fonctionnement d'une pile Zn - Cu⁺²

L'électrode de zinc s'appele anode. C'est à l'anode qu'a lieu la réaction d'oxydation. Chaque atome de Zn, perd deux électrons et devient ion Zn⁺².

Zn⁰ ---> Zn⁺²+ 2 e^-

Les électrons passent par le fil et s'en vont vers la cathode, l'électrode de Cu.

Les ions Zn⁺²formés passent par le pont électrolytique (ce pont peut être fait d'une membrane semi-perméable ou d'un tube en forme de U rempli d'une solution saline de NH₄NO₃) et se dirigent vers la solution cathodique.

Le Zn s'est oxydé à cause de son faible potentiel de réduction (- 0,76 v) comparativement au Cu (+ 0,34 v).

À la cathode, le Cu n'a pas besoin d'électrons, mais les ions Cu²⁺dans la solution cathodique s'emparent de ces électrons et deviennent Cu⁰.

Cu²⁺+ 2 e^- --> Cu⁰

Le Cu solide formé se dépose sur la cathode qui grossit à la longue.
C'est à la cathode qu'a lieu la réaction de réduction.

Il y a déséquilibre entre la [Cu²⁺] et la [SO₄^2-] dans la solution cathodique (en effet puisque les Cu²⁺sont devenus Cu⁰). C'est la raison pour laquelle les ions SO₄^2-sont attirés vers la solution anodique et les ions Zn⁺²vers la solution cathodique en passant par le pont électrolytique.

La différence de potentiel (DDP) est:

0,34 v - (- 0,76 v) = + 1,10 v. La pile formée a donc une force électromotrice (FEM) de 1,10 volt.
Vous pouvez voir l'animation de cette pile en java au site du Cégep de Saint-Laurent.

Même si l'énergie produite est relativement petite, on peut mettre en série plusieurs piles électrochimiques pour augmenter sa puissance. On appele cela une "batterie".

Enfin, quelques exercices ...

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Module 5

Aspect macroscopique
de l'équilibre

Facteurs qui
influencent l'équilibre

Principe de
Le Châtelier

Constante
d'équilibre

Constante de
dissociation de l'eau

Force
des acides

Titrage

Exercices
mathématiques

Réactions
d'oxydoréduction

Potentiel de
réduction

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