Chapitre C16 (livre p326)Pilesetoxydoréduction Activité expérimentale N°1 à coller I- Les piles...

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Chapitre C16 (livre p326) Piles Piles et et oxydoréduction oxydoréduction Activité expérimentale N°1 à coller I- Les piles : I- Les piles :

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Chapitre C16 (livre p326)

PilesPilesetet

oxydoréductionoxydoréduction

Activité expérimentale N°1 à coller

I- Les piles :I- Les piles :

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1- Etude d’une pile : la pile Daniell :

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2- Le principe des réactions mises en jeu aux électrodes : l’oxydoréduction :

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La pile Daniell

AR

e-e-

Cu2+

Zn

Zn2+

NH4+ NO3-

mA Com

I Réduction

Cu2+ + 2e- = Cu

Oxydation

Zn = Zn2+ + 2e-

Pont salin

Cu

CATHODE ANODE

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VV Com

Pont salin

(Na+;Cl-)

CathodeAnode

POLE + POLE -

E = 1,1 V

Force électromotrice de la pile Daniell

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Cours :

- Une pile permet de convertir de l’énergie chimique en énergie électrique à partir d’une transformation chimique.

- Une pile est constituée de deux demi-piles (+ et -) reliées électriquement par un pont salin.

- Chaque demi-pile met en présence un réducteur M et son oxydant conjugué Mn+ en solution (électrolyte).

- Lorsque la pile débite, le bilan des transformations qui se produisent aux électrodes est celui de la réaction spontanée (naturelle) entre les deux couples ox/réd mis en jeu.

Animation

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Ces réactions s’effectuent entre un oxydant ox1

d’un premier couple ox1/réd1

et un réducteur réd2

d’un second couple ox2/réd2, soit par transfert direct d’électrons (contact) soit par transfert indirect (pile). ox1 + n1e- = réd1

(×n2) réd2 = ox2 + n2e-

(×n1) n2ox1 + n1réd2 + n1n2e- = n2réd1 + n1ox2+ n2n1e-

Demi-équation du 1er couple :Demi-équation du 2ème couple :Équation D’oxydoréduction : n2ox1 + n1réd2 = n2réd1 +

n1ox2

II- Réactions d’oxydoréduction :II- Réactions d’oxydoréduction :

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Méthode générale pour écrire une équation d’oxydoréduction

1ère étape : Ecriture de la demi-équation de chacun des deux couples, l’une en oxydation et l’autre en réduction- Elle fait intervenir un seul couple oxydant/réducteur.- Elle fait apparaître des électrons.- Elle est ajustée par étapes :

1- L’élément chimique principal.2- L’élément O avec H2O (si nécessaire).3- L’élément H avec H+

(aq) (si nécessaire).4- Les charges avec des électrons.

2ème étape : Ecriture de l’équation :- Elle fait intervenir les deux couples.- Elle ne fait pas apparaître d’électrons (multiplier si nécessaire, voir II-)- Elle est obtenue par combinaison des deux demi-équations (voir II-), l’une en oxydation et l’autre en réduction.

Conservation de l’élément chimiqueConservation de la

charge électrique

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III- Vers une production maîtrisée :III- Vers une production maîtrisée :

- Les accumulateurs sont des piles rechargeables où il est possible de reformer les réactifs de la réaction d’oxydoréduction,

- Une pile à combustible est une pile alimentée en continu par les réactifs et les produits formés sont éliminés en continu.

- Une pile saline contient un électrolyte gélifié alors que pour une pile alcaline, c’est une solution basique.