Piles et oxydoréduction

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

2 1- Etude d’une pile : la pile Daniell :

3 2- Le principe des réactions mises en jeu aux électrodes : l’oxydoréduction :

4 La pile Daniell mA Com R A Réduction Cu2+ + 2e- = Cu Oxydation
Zn = Zn2+ + 2e- I NH4+ NO3- e- Pont salin e- Cu Zn CATHODE Cu2+ Zn2+ ANODE

5 Force électromotrice de la pile Daniell
E = 1,1 V V Com V POLE + POLE - Pont salin (Na+;Cl-) Cathode Anode

6 Cours : Animation - 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.

7 II- Réactions d’oxydoréduction :
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). Demi-équation du 1er couple : ox1 + n1e- = réd (×n2) réd2 = ox2 + n2e (×n1) Demi-équation du 2ème couple : n2ox1 + n1réd2 + n1n2e- = n2réd1 + n1ox2+ n2n1e- Équation D’oxydoréduction : n2ox1 + n1réd2 = n2réd1 + n1ox2 7

8 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. Conservation de l’élément chimique Conservation de la charge électrique 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. 8

9 III- Vers une production maîtrisée :
- Une pile saline contient un électrolyte gélifié alors que pour une pile alcaline, c’est une solution basique. - Une pile à combustible est une pile alimentée en continu par les réactifs et les produits formés sont éliminés en continu. - Les accumulateurs sont des piles rechargeables où il est possible de reformer les réactifs de la réaction d’oxydoréduction,