Bac afrique juin2003
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II ) La pile à combustible :1) 1. Les porteurs de charge à l'extérieur de la pile sont des électrons.
2. Le courant circule du pôle a de la pile vers le pôle - à l'extérieur de la pile. donc Les électrons circulent en sens opposé.
2) 1. couple H+(aq) /H2 (g) : 2 H+(aq) + 2 e- = H2 (g) couple O2 (g)/H2O(l):O2 (g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(l)
2. Equation : 2 H2 (g) + O2 (g) = 2 H2O(l)
3) 1. Une réduction est un gain d'électrons.
Le réactif qui est réduit est l'oxydant O2 , c'est le "combustible" de la pile.
2. L'électrode où se produit la réduction s'appelle la cathode.
Elle reçoit des électrons, c'est donc le pôle Å.
4) 1. n(H2) = m(H2) / M(H2) = 1 500 / 2,0 = 750 mol ;
V(H2) = n(H2) . Vm = 750 x 24 = 1,8.104 L = 18 m3
2. Les gaz nécessaires à l'utilisation de cette pile occupent trop de place pour une voiture.
3. Pour occuper moins de place, on peut comprimer ces gaz , augmenter leur pression jusqu'à les obtenir à l'état liquide. V= n.R.T/ P , en augmentant la pression P , on diminue le volume V.
5) 1. I = 200 A ; Q = I . t = 200 x 24 x 3600 = 1,73.107 C
2. Q = n(e-).F ; n(e-) = Q / F = 1,73.107 / 96 500 = 179 mol on a donc: 2 H+(aq) + 2 e- = H2 (g) , n(H2)cons = n(e-) /2 = 89,5