Chimie 1h/semaine
Les piles

Le physicien et chimiste italien Alessandro Volta est l'inventeur de la pile électrique. En 1800, il conçut ainsi le premier appareil produisant un courant électrique continu.

Une pile est un générateur qui transforme de l’énergie chimique fournie par une réaction d’oxydoréduction spontanée en énergie électrique.
En effet, lorsque les espèces chimiques participant à une réaction d’oxydoréduction sont séparées, il est possible de réaliser un transfert d’électrons spontané et indirect du réducteur vers l’oxydant par l’intermédiaire d’un conducteur métallique. |

Pile cuivre/fer : fonctionnement, expérience et solution :

On relie par un pont salin une demi-pile constituée d'une lame de cuivre plongeant dans une solution de sulfate de cuivre (Cu2+(aq) + SO42-(aq)) et une demi-pile constituée d'une lame de fer plongeant dans une solution de sulfate de fer II (Fe2+(aq) + SO42-(aq)).

1. Initialement, quelle solution est bleue ?

2. Lors du fonctionnement de la pile, la couleur bleue de cette solution s'éclaircit. En déduire les équations des réactions aux électrodes, préciser le signe de chaque électrode et s'il s'agit de l'anode ou de la cathode. Ecrire la réaction de fonctionnement de la pile.

3. Faire un schéma en précisant le sens conventionnel du courant et le sens de déplacement des porteurs de charges.

Correction :

1. La solution bleue est la solution de sulfate de cuivre (II).

2. Si cette coloration bleue s'éclaircit, c'est que les ions cuivre (II) sont consommés lors du fonctionnement de la pile : Il y a réduction des ions cuivre : Cu2+ + 2 e- = Cu L'électrode de cuivre est la cathode et c'est le pôle + de la pile. A l'autre électrode, il y a oxydation du fer : Fe = Fe2+ + 2 e- L’électrode de fer est l'anode et constitue le pôle - de la pile.

3. Réaction de fonctionnement de la pile : Cu2+(aq) + Fe(s) = Cu(s)