La première pile : la pile de Volta (1800)

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1 La première pile : la pile de Volta (1800)
La pile d’Alessandro Volta est formée par un empilement de petits disques de cuivre et de zinc alternés. Chaque disque de cuivre est séparé du disque de zinc au-dessus de lui par du tissu imbibé d’une solution aqueuse de NaCl, alors que le disque de cuivre suivant est en contact direct avec le disque de zinc qu'il surplombe. cuivre, saumure, zinc, cuivre, saumure, zinc, cuivre, saumure, zinc, cuivre

2 La pile Daniell La pile Daniell a été inventée par le chimiste britannique John Daniell en 1836 ( le développement du télégraphe faisait apparaître un besoin urgent de sources de courant sûres et constantes). La pile électrique Daniell est constituée d'une lame de zinc plongée dans une solution contenant du sulfate de zinc et d'une lame de cuivre plongée dans une solution contenant du sulfate de cuivre. Les deux solutions sont reliées par un pont salin (solution de chlorure de potassium (KCl)) qui sert à équilibrer les charges.

3 Morceau de zinc métallique plongé dans une solution de sulfate de cuivre (II)
Atome de Zn ion Cu2+(aq)

4 Capacité de l’ion Cu2+ à capter des électrons
Zn 2 e- La « capacité » du zinc à retenir ses électrons est inférieure à la « capacité » de l’ion cuivre II à en prendre 2

5 Capacité de l’ion Cu2+ à capter des électrons
Zn2+(aq) Cu2+ + Zn  Cu + Zn2+

6 La pile Daniell Dans une pile Daniell, il n’y a pas de contact direct entre le zinc métallique et l’ion Cu2+ mais seulement un contact électrique

7 Schéma de fonctionnement d’une pile Daniell
Conducteur Cuivre métallique Zinc métallique Solution de sulfate de zinc Solution de sulfate de cuivre

8 Transfert d’électrons
Cu2+ + 2e-  Cu Zn  Zn2+ + 2e- Excès de charges négatives !! Excès de charges positives !!

9 Problème ! Il y a accumulation de charges positives d’un côté et négatives de l’autre. La pile ne fonctionnera pas car aucune des deux demi-piles ne serait globalement neutre !! Le circuit est ouvert.

10 Pont ionique Transfert d’électrons Transfert d’électrons Cu2+ + 2e-  Cu Excès de charges négatives Zn  Zn2+ + 2e- Excès de charges positives

11 Pont ionique Support poreux imbibé d’une solution saline (généralement KCl) dans lequel ces ions peuvent se déplacer. Un pont ionique peut être considérer comme un conducteur « ionique ».

12 Anions Cations Transfert d’électrons Transfert d’électrons La circulation d’ion à travers le pont ionique permet de fermer le circuit. La pile peut ainsi fonctionner.

13 Une pile est née