Classe de TS
Chimie
Prof

TP N°10

TP N°10-PROF : LES PILES ELECTROCHIMIQUES
Objectifs :
Montrer qu’une transformation chimique spontanée impliquant un échange d’électrons peut avoir lieu soit en mélangeant les espèces chimiques de deux couples oxydant/réducteur soit en les séparant ; dans ce dernier cas, montrer que la transformation correspondante est utilisable pour récupérer de l’énergie sous forme d’énergie électrique à l’aide d’un dispositif : la pile.
Montrer qu’une pile délivre un courant en circuit fermé. Utiliser le critère d’évolution spontanée pour justifier le sens du courant observé ou pour le prévoir.
Analyser la constitution d’une pile simple (ion métallique/métal) ; étudier son fonctionnement et ses caractéristiques en circuit ouvert et en circuit fermé.
Présentation de la démarche :
Réaliser une première expérience en mélangeant les espèces chimiques de deux couples oxydant/réducteur pour conclure, sur la base d’une observation, quant au sens spontané d’évolution de la transformation chimique (la transformation doit être choisie de telle manière qu’elle donne lieu à une manifestation visible). En déduire qu’il y a échange d’électrons entre les deux couples. Écrire l’équation de la réaction associée à la transformation. Connaissant la constante d’équilibre, vérifier que le sens d’évolution, prévu à l’aide du critère d’évolution spontanée, est en accord avec les observations expérimentales. Dans une deuxième expérience, mettre en évidence que le transfert d’électrons est encore possible en séparant les couples oxydant/réducteur :
Soit en amenant les élèves à construire une pile (par tâtonnement en disposant du matériel approprié) puis à en étudier le fonctionnement et les caractéristiques (en guidant par un questionnement collectif).
Soit en présentant une pile et en amenant les élèves à analyser sa constitution puis à en étudier le fonctionnement et les caractéristiques.
a) Étude du fonctionnement d’une pile en