L ’accumulateur au plomb

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1 L ’accumulateur au plomb
T. DULAURANS

2 L'accumulateur au plomb
Deux électrodes en plomb sont dans une solution d’acide sulfurique Électrode en plomb Électrode en plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

3 L'accumulateur au plomb
L’une des électrodes est recouverte d’oxyde de plomb PbO2 Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

4 L'accumulateur au plomb
Des connecteurs permettent de relier les électrodes à un circuit électrique Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

5 L'accumulateur au plomb
Le fonctionnement met en jeu deux couples rédox PbO2/Pb2+ Pb2+ /Pb Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

6 L'accumulateur au plomb
Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons : transformation type de dipôle fonctionnement Pile spontanée générateur décharge Électrolyse forcée récepteur charge

7 L'accumulateur au plomb
Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons : transformation type de dipôle fonctionnement Pile spontanée générateur décharge Électrolyse forcée récepteur charge

8 L'accumulateur au plomb
Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons : transformation type de dipôle fonctionnement Pile spontanée générateur décharge Électrolyse forcée récepteur charge

9 L'accumulateur au plomb
Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons : transformation type de dipôle fonctionnement Pile spontanée générateur décharge Électrolyse forcée récepteur charge

10 L'accumulateur au plomb
Étude de la décharge Lors de la décharge, l’accumulateur se comporte comme une pile.

11 Décharge de l'accumulateur au plomb
On relie les bornes par un circuit électrique mA COM A R Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

12 Décharge de l'accumulateur au plomb
L’ampèremètre mesure une intensité positive mA COM R A i Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

13 Décharge de l'accumulateur au plomb
Cela permet de définir les polarités des bornes mA COM R A i Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

14 Décharge de l'accumulateur au plomb
Dans le circuit électrique, le courant est du à la circulation des électrons mA COM R A i e- Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

15 Décharge de l'accumulateur au plomb
Les électrons sont libérés par l’oxydation du plomb mA COM R A i e- 2e- Pb2+ Pb Oxydation Pb = Pb e-

16 Décharge de l'accumulateur au plomb
Cela consomme le plomb de l’électrode mA COM R A i e- 2e- Pb2+ Pb Oxydation Pb = Pb e-

17 Décharge de l'accumulateur au plomb
Cela consomme le plomb de l’électrode mA COM R A i e- 2e- Pb2+ Pb Oxydation Pb = Pb e-

18 Décharge de l'accumulateur au plomb
Les électrons sont consommés par la réduction de l’oxyde de plomb mA COM R A i e- 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb Réduction PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb H2O Oxydation Pb = Pb e-

19 Décharge de l'accumulateur au plomb
Cela consomme l’oxyde de plomb qui recouvre l’électrode mA COM R A i e- 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb Réduction PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb H2O Oxydation Pb = Pb e-

20 Décharge de l'accumulateur au plomb
Cela consomme l’oxyde de plomb qui recouvre l’électrode mA COM R A i e- 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb Réduction PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb H2O Oxydation Pb = Pb e-

21 Décharge de l'accumulateur au plomb
Cela permet de définir la nature des électrodes mA COM R A i e- CATHODE 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb ANODE Réduction PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb H2O Oxydation Pb = Pb e-

22 Définitions L’ANODE est l’électrode sur laquelle se produit l’OXYDATION. La CATHODE est l’électrode sur laquelle se produit la REDUCTION.

23 Décharge de l'accumulateur au plomb
L’équation est celle du fonctionnement spontané : Oxydation à l’anode Pb = Pb e- borne - Réduction à la cathode PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb H2O borne + Équation PbO2 + Pb + 4 H+ = 2 Pb H2O La décharge de l’accumulateur au plomb consomme les solides des électrodes et des ions H+ de l’électrolyte (le pH augmente).

24 L'accumulateur au plomb
Étude de la charge Lors de la charge, il se produit une électrolyse. Il faut utiliser un générateur pour «charger» l’accumulateur.

25 Charge de l'accumulateur au plomb
On relie les bornes par un circuit électrique contenant un générateur La borne + du générateur est reliée à l’électrode d’oxyde de plomb générateur Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

26 Charge de l'accumulateur au plomb
Le générateur impose le sens du courant générateur i Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

27 Charge de l'accumulateur au plomb
Dans le circuit électrique, le courant est du à la circulation des électrons générateur i e- Électrode en plomb Électrode en plomb recouverte d’oxyde de plomb Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H+ ; SO42-

28 Charge de l'accumulateur au plomb
Les électrons sont consommés par la réduction des ions plomb II générateur i e- 2e- Pb2+ Pb Réduction Pb e- = Pb

29 Charge de l'accumulateur au plomb
Cela forme du plomb solide qui se dépose sur l’électrode générateur i e- 2e- Pb2+ Pb Réduction Pb e- = Pb

30 Charge de l'accumulateur au plomb
Cela forme du plomb solide qui se dépose sur l’électrode générateur i e- 2e- Pb2+ Pb Réduction Pb e- = Pb

31 Charge de l'accumulateur au plomb
Les électrons sont libérés par l’oxydation des ions plomb II générateur i e- 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb Oxydation Pb H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e- Réduction Pb e- = Pb

32 Charge de l'accumulateur au plomb
Cela forme de l’oxyde de plomb qui se dépose sur l’électrode générateur i e- 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb Oxydation Pb H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e- Réduction Pb e- = Pb

33 Charge de l'accumulateur au plomb
Cela forme de l’oxyde de plomb qui se dépose sur l’électrode générateur i e- 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb Oxydation Pb H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e- Réduction Pb e- = Pb

34 Charge de l'accumulateur au plomb
Cela permet de définir la nature des électrodes générateur i e- ANODE 2e- Pb2+ PbO2 2e- Pb2+ Pb CATHODE Oxydation Pb H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e- Réduction Pb e- = Pb

35 Définitions L’ANODE est l’électrode sur laquelle se produit l’OXYDATION. La CATHODE est l’électrode sur laquelle se produit la REDUCTION.

36 Charge de l'accumulateur au plomb
L’équation est celle du fonctionnement forcé : Oxydation à l’anode Pb H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e- Réduction à la cathode Pb e- = Pb Équation 2 Pb H2O = PbO2 + Pb + 4 H+ La charge de l’accumulateur au plomb forme les solides des électrodes et des ions H+ de l’électrolyte (le pH diminue).

37 L'accumulateur au plomb
transformation type de dipôle électrode de Pb électrode de PbO2 Décharge spontanée pile anode - de la pile cathode + de la pile Charge forcée récepteur cathode reliée au - du générateur anode reliée au + du générateur

38 L'accumulateur au plomb
transformation type de dipôle électrode de Pb électrode de PbO2 Décharge spontanée générateur anode - de la pile cathode + de la pile Charge forcée récepteur cathode reliée au - du générateur anode reliée au + du générateur

39 L'accumulateur au plomb
transformation type de dipôle électrode de Pb électrode de PbO2 Décharge spontanée générateur anode - de la pile cathode + de la pile Charge forcée récepteur cathode reliée au - du générateur anode reliée au + du générateur

40 L'accumulateur au plomb
transformation type de dipôle électrode de Pb électrode de PbO2 Décharge spontanée générateur anode - de la pile cathode + de la pile Charge forcée récepteur cathode reliée au - du générateur anode reliée au + du générateur

41 Les accumulateurs Il n’y a pas que des accumulateurs au plomb.
Il existe de nombreux autres types d’accumulateurs  : - nickel-cadmium (Ni-Cd) - nickel-hydrure métallique (Ni-MH) - lithium-ion (Li-ion)... L’expression « pile rechargeable » est souvent utilisée à tort pour désigner un accumulateur. Les batteries comme celle de démarrage des automobiles ou celles des téléphones portables sont constituées de plusieurs accumulateurs associés en série (pour augmenter la f.é.m.) et/ou en parallèle (pour augmenter l’énergie emmagasinée).