La pile sous toutes ses faces

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  • Publié le : 15 mars 2010
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Polynésie 2009 EXERCICE 2 : ET VOGUE MON BATEAU ! (6points)
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1. Corrosion humide du fer.

1. Le fer, constituant les coques de bateaux, subit uneoxydation :

Fe(s) = Fe2+(aq) + 2e– ((2)

Le dioxygène dissous subit une réduction :

O2(g) + 4 H+(aq) + 4e– = 2H2O(l) ((1)

1.2. 2Fe(s) + O2(g) + 4 H+(aq)= 2H2O(l) + 2Fe2+(aq) traduit la corrosion du fer

2. Protection par anode « sacrificielle ».
2.1.1. Le zinc constitue le pôle « – »  de la pile. Dans les parties métalliques du circuit, lecourant circule du pôle « + » vers le pôle « – ». Les électrons vont dans le sens opposé.

2.1.2. Voir schéma ci-dessus. (La consommation des H+ au niveau de l’électrode de fer crée localement un déficiten cations compensé par l’arrivée des cations Na+, afin de maintenir l’électro-neutralité de la solution au voisinage de l’électrode de fer ; de même l’apparition de cations Zn2+ au niveau del’électrode de zinc est compensée par l’arrivée d’anions Cl–).

2.2. Le fer n’intervenant pas dans la réaction à l’électrode de fer, ce sont les ions hydrogène, présents, qui vont y être réduits : 2H+(aq) +2e– = H2(g)
À l’autre électrode, des électrons sont libérés à partir de l’électrode en zinc :
Zn(s) = Zn2+(aq) + 2e–
Soit en effectuant une addition membreà membre : Zn(s) + 2H+(aq) = Zn2+(aq) + H2(g)

2.3.1. Q = I.(t. Q en coulomb (C), I en ampère (A) et (t en seconde (s).

2.3.2. Q = ne.F Q en coulomb (C), ne en mole (mol) et F en C.mol-1
ne =[pic] = [pic]
2.3.3. D’après la demi-équation : Zn(s) = Zn2+(aq) + 2e–, 2 moles d’électrons circulent dans la pile quand une mole de zinc disparaît: nZn = [pic]
Ainsi [pic]

2.3.4. mZn = nZn.MZndonc [pic]

[pic] = 4,4(102 g

3. On jette l’ancre.
3.1. La direction de la perturbation est perpendiculaire à celle de la propagation de l’onde, il s’agit d’une onde transversale.
3.2....
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