PILES ET ACCUMULATEURS - RÉACTIONS D’OXYDORÉDUCTION Chap. XIV PILES ET ACCUMULATEURS - RÉACTIONS D’OXYDORÉDUCTION

Comment fonctionne une pile ? AE17

Comment fonctionne une pile ? Réaction aux électrodes Les électrodes d’une pile sont les conducteurs qui la relient au circuit extérieur. Lorsqu’une pile produit un courant, des réactions se déroulent à ses électrodes. Exemple : Une électrode de Zinc et une électrode de cuivre plongées dans une solution aqueuse de chlorure de sodium constituent une pile. Le courant généré circule de l’électrode de Cuivre vers l’électrode de Zinc. Les électrons circulent dans le sens inverse.

Comment fonctionne une pile ? Fonctionnement d’une pile A l’extérieur de la pile :

Comment fonctionne une pile ? Fonctionnement d’une pile A l’extérieur de la pile : Une pile génère un courant qui sort de son pôle positif

Comment fonctionne une pile ? Fonctionnement d’une pile A l’extérieur de la pile : Une pile génère un courant qui sort de son pôle positif Réaction aux électrodes :

Comment fonctionne une pile ? Fonctionnement d’une pile A l’extérieur de la pile : Une pile génère un courant qui sort de son pôle positif Réaction aux électrodes : Les réactions qui se produisent aux électrodes se déduisent du sens de déplacement des électrons Les électrons qui quittent l’électrode de Zinc sont libérés par les atomes de Zinc qui forment les ions Zn2+ : 𝑍𝑛 (𝑠) → 𝑍𝑛 (𝑎𝑞) 2+ +2 𝑒 − . Les électrons qui arrivent à l’électrode de cuivre sont captés par les ions cuivre (II) qui forment du cuivre métal : 𝐶𝑢 (𝑎𝑞) 2+ +2 𝑒 − → 𝐶𝑢 (𝑠) .

Comment fonctionne une pile ? Fonctionnement d’une pile A l’extérieur de la pile : Une pile génère un courant qui sort de son pôle positif Réaction aux électrodes : Les réactions qui se produisent aux électrodes se déduisent du sens de déplacement des électrons A l’intérieur de la pile : A l’intérieur d’une pile, le passage du courant est assuré par les ions : les cations se déplacent dans le sens du courant et les anions dans le sens inverse.

𝐶𝑢 (𝑎𝑞) 2+ + 𝑍𝑛 (𝑠) → 𝐶𝑢 (𝑠) + 𝑍𝑛 (𝑎𝑞) 2+ Comment fonctionne une pile ? Fonctionnement d’une pile Réaction de fonctionnement : Une pile transforme de l’énergie chimique en énergie électrique qu’elle transfère au circuit extérieur : c’est un générateur électrochimique. Lorsque la pile fonctionne, une réaction chimique a lieu. L’équation de cette réaction correspond au bilan des réactions, dites électrochimiques, qui se produisent aux électrodes : 𝐶𝑢 (𝑎𝑞) 2+ + 𝑍𝑛 (𝑠) → 𝐶𝑢 (𝑠) + 𝑍𝑛 (𝑎𝑞) 2+

Comment fonctionne une pile ? Polarité et réactions aux électrodes Les réactions qui se produisent aux électrodes et la polarité de la pile sont liées Dans la pile cuivre-zinc, l’électrode de cuivre constitue le pôle positif et du cuivre métallique est formé Dans la pile cuivre-argent, l’électrode de cuivre constitue le pôle négatif et du cuivre métallique est consommé.

Couple oxydant / réducteur Un oxydant, noté Ox, est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons   Un réducteur, noté Red, est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons Deux espèces Ox et Red sont dites conjuguées et forment un couple oxydant/réducteur, noté Ox/Red, si elles peuvent être reliées par une demi équation d’oxydoréduction, ou demi-équation redox : Ox + n e- Red

Couple oxydant / réducteur Exemples : Cu2+ / Cu, I2 / I- , Cr3+ / Cr, Fe3+ / Fe2+, Hg22+ / Hg  

Réaction d’oxydoréduction Qu’est ce qu’une réaction d’oxydoréduction ?  

Réaction d’oxydoréduction Définition Une réaction d’oxydoréduction est une réaction au cours de laquelle des électrons sont transférés entre les réactifs   Lors d’une réaction d’oxydoréduction, le transfert d’électrons peut se faire directement par contact entre les réactifs

Réaction d’oxydoréduction Equation de réaction L’équation d’une réaction d’oxydoréduction est établie en combinant les demi-équations rédox des couples mis en jeu de façon à ce que les électrons n’apparaissent pas dans le bilan Ecrire la réaction entre l’aluminium du couple (Al3+(aq)/Al(s)) et les ions cuivre (II) du couple (Cu2+(aq)/Cu(s))  

Piles et accumulateurs La pile à combustible