Chapitre VI – Les piles

I – Une réaction chimique produit de l’énergie.

 

Expérience :

► On introduit une solution de sulfate de cuivre dans un tube à essai et on relève la température.

► Puis, on introduit dans ce tube de la poudre de zinc et on agite.

► On relève à nouveau la température.

Réaction entre le zinc et la solution de sulfate de cuivreaugmentation de la température lors de la réactionObservations :

► La couleur bleue disparaît.
► Un dépôt rougeâtre se forme sur la poudre de zinc.
► La température de la solution augmente.

 

Interprétation :

► Des ions Cuivre II Cu2+ ont été consommés.

► Du métal Cuivre Cu s’est formé.

► Des ions Zinc II Zn2+ se sont formés car si on ajoute de la soude à la solution finale, il se forme un précipité blanc.

► La température augmente lors de la réaction, donc de l’énergie thermique est libérée.

 

Conclusion :

Le sulfate de cuivre réagit avec le zinc : l’ensemble des réactifs possèdent de l’énergie chimique.
Lors de la transformation chimique, une partie de cette énergie est transférée à l’extérieur sous forme d’énergie thermique.

Bilan énergétiqueII – Fabrication et étude de la pile Cuivre/Zinc.

 

Expérience :

► On plonge deux lames métalliques (électrodes), l’une en cuivre et l’autre en zinc, dans un bécher contenant une solution de sulfate de cuivre.

► On relie les deux électrodes à un voltmètre.

► On mesure ensuite l’intensité du courant débité par la pile après avoir inséré une résistance dans le circuit.

Mesure de la tension aux bornes de la pileMesure de l'intensité débitée par la pile

Observation :

Le voltmètre indique une tension d’environ 1V lorsque sa borne V est reliée à l’électrode de cuivre.

► L’ampèremètre indique une intensité d’environ 50 mA.

► L’électrode de zinc est rongée et du métal cuivre se dépose sur l’électrode de cuivre.

► La solution se décolore.

 

Interprétation :

L’électrode de cuivre constitue l’électrode positive de la pile et l’électrode de zinc constitue la borne négative.

La pile s’use :

► Du métal Zinc disparaît et des ions Zn2+ apparaissent.

► Des ions Cu2+ disparaissent et du métal cuivre se dépose sur l’électrode de cuivre.

Conclusion :

Une pile électrochimique est constituée de deux électrodes de natures différentes, généralement métalliques, plongeant dans un solution conductrice.

Lorsque la pile fonctionne, il se produit une transformation chimique (celle du paragraphe précédent).

Une partie de l’énergie chimique des réactifs est convertie en énergie électrique et une autre partie est transférée à l’extérieur sous forme d’énergie thermique .

La consommation des réactifs entraîne « l’usure »de la pile.

bilan énergétique du fonctionnement de la pile

 



Pile Cuivre/Zinc

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III – Les piles.

 

1) Historique

En 1800, Volta (physicien italien) invente la première pile électrique.Volta

En effet,  il s’aperçut qu’en empilant des disques de cuivre et de zinc en alternance, chaque paire étant séparée de sa voisine par un tissu imbibé d’eau salée, il obtient un courant électrique continu.

Pile de Volta

Cet empilement d’une soixantaine de disques sera nommé « pile ».

 

Histoire de la pile : De Galvani à Volta

 

2) Les piles du commerce.

Les piles du commerce sont de trois types :

La pile saline (ou pile Leclanché) : c’est la plus ancienne et la moins chère mais sa durée de vie est courte. Elle délivre une tension de 1,5 V.

On l’utilise pour des utilisations peu exigeantes : réveil, jouets…

Pile saline

La pile alcaline : de constitution très proche de la pile saline ( la grande différence se situe au niveau de l’électrolyte qui dans ce cas est de la potasse – composé alcalin – au lieu du chlorure d’ammonium de la pile saline), elle délivre une tension de 1,5V mais peut fournir des courants plus importants pendant plus longtemps. Elle est plus chère.

Elle convient à des usages plus exigeants : appareils photo, mp3….

Pile alcaline

La pile au lithium : Elle est encore plus chère, mais délivre beaucoup plus d’énergie que  les précédentes. Sa tension peut varier de 1,2V à 3,5V. Elle permet un usage de longue durée.

On l’utilise dans les calculatrices, montre, stimulateurs cardiaques …

Pile au lithium

 

 

 

 

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TP Pile électrochimique et énergie

29 Commentaires

  1. Ping :Physique-Chimie au Collège » Programme de troisième

  2. bonjour, le professeur de ma fille lui demande, en cours d troisième, comment recharger une pile? Pouvez-vous l’aider? MERCI

    • Pour recharger une pile, il suffit d’envoyer un courant supérieur à celui que produit la pile, dans le sens contraire. Par exemple, si un pile « crache » 2V vers la gauche dans un circuit, en envoyant 3V vers la droite dans la circuit (avec une pile plus puissante par exemple) vous parviendrez à recharger la pile de 2V.

    • Il est impossible de recharger une pile

    • a l’aide d’un rechargeur à piles

      • les piles rechargeable ne sont pas vraiment des piles, on les appels des piles mais en réalité se sont des batteries, donc une piles normal ne peut pas recharger avec le chargeur des piles rechargeables et pour répondre a la question du départ pour recharger une pile il faut envoyer un courant plus intense que l’intensité de la pile à recharger et il faut l’envoyer dans le sens contraire (comme la expliquer charles C)
        NB: je suis en 3eme aussi

  3. Gabrielle Lapierre

    Boujour, se site ma beaucoup aidé, j’ai appris plein de choses sur les piles merci beaucoup !!

  4. Bonjour, je suis en troisième et je n’avais pas du tout compris ce chapitre. Grace a ce site, Jai tout compris et est eu un 18,5 au contrôle. Merci beaucoup

  5. merci sa ma aide beaucoup

  6. mon professeur de sciences physique m’a demandé de prouver avec 4 argument que la pile est le siège d’une transformation chimique et je suis bloqué. Quelqu’un pourrait m’aider s’il vous plaît ?
    Merci par avance

  7. Les pile ca se mangen

  8. merci pour les info:))

  9. quelqu’un sait comment on fabrique une pile avec du zinc, de l’aluminium,du fer et du cuivre en ayant pour matériel de l’eau salée, 2 pinces crocodiles,et un voltmètre; s’il-vous-plaît??

  10. Bonjour, merci pource cours je n’avais rien compris car ma prof explique très malet grâce à ce cours j’ai eu 19 au contrôle.

  11. Quel est le sens du courant dans une pile elctrochimique ?
    Le sens conventionnel plus vers moins ?

  12. Quelqu’un sait si une pile electrochimique ne s’use jamais ?

  13. Merci beaucoup !! J’avais un DM a faire sur ça et je n’avait rien compris (ma prof explique SUPER mal !! ;'()

    Encore merci 😀

  14. Bonjour,

    Il me semble avoir détecté une petite erreur:
    Je pense que le dépôt de cuivre se fait sur la lame de zinc.(On le voit sur la photo d’illustration).
    Pour que le dépôt se fasse sur la lame de cuivre il faut faire une pile Daniel, c’est à dire séparer les demi-piles par un pont salin ?

    Sinon, merci pour ce site.
    Cordialement,

  15. Merci beaucoup pour ces cours

  16. Quelquen sait l’une des espèces chimiques , présentes dans la pile  »usée » et qui nécessitent son recyclage sous peine de pollution de l’environnement svp??

  17. une pile est elle une source d energie chimique ? 

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