Le stockage et la conversion d'énergie chimique
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Compétences attendues
Pratiquer une démarche expérimentale pour réaliser une pile et modéliser son fonctionnement. Relier la polarité de la pile aux réactions mises en jeu aux électrodes.
Recueillir et exploiter des informations sur les piles ou les accumulateurs dans la perspective du défi énergétique.
Reconnaître l’oxydant et le réducteur dans un couple.
Écrire l’équation d’une réaction d’oxydo-réduction en utilisant les demi-équations redox.
Comment fonctionne une pile ?
Réaction aux électrodes
Les électrodes d'une pile sont les conducteurs qui la relient au circuit extérieur. Lorsqu'une pile produit un courant, des réactions se déroulent à ses électrodes.
Fonctionnement d'une pile
A l'extérieur de la pile
Une pile génère un courant qui sort de son pôle positif.
Réaction aux électrodes
Les réactions qui se produisent aux électrodes se déduisent du sens de déplacement des électrons.
A l'intérieur de la pile
A l'intérieur d'une pile, le passage du courant est assuré par les ions : les cations se déplacent dans le sens du courant et les anions dans le sens inverse.
Réaction de fonctionnement
Une pile transforme de l'énergie chimique en énergie électrique qu'elle transfère au circuit extérieur : c'est un générateur électrochimique.
Polarité et réactions aux électrodes
Les réactions qui se produisent aux électrodes et la polarité de la pile sont liées.
Qu'est ce qu'un couple oxydant / réducteur ?
Un oxydant, noté Ox est une espèce chimique capable de capteur un ou plusieurs électrons.
Un réducteur, noté Red, est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons.
Deux espèces Ox et Red sont dites conjugées et forment un couple oxydant / réducteur, noté Ox / Red, si elles peuvent être reliées par une demi-équation d'oxydoréduction, ou demi-équation redox :
Ox + n e- ⇆ Red
Méthode de résolution d'une demi equation d'oxydoréduction
Ecrire les formules des deux espèces conjugées de part et d'autre d'une double flèche : Cr₂O₇²⁻ (aq) ⇆ Cr³⁺(aq)
Vérifier ou assurer la conservation des éléments autres que H et O : Cr₂O₇²⁻ (aq) ⇆ 2 Cr³⁺(aq)
Assurer la conservation de :
l'élément oxygène O avec l'eau H₂O (solvant): Cr₂O₇²⁻ (aq) ⇆ 2 Cr³⁺(aq) + 7 H₂O
l'élément hdrogène H avec l'ion hydrogène H⁺ (aq) : Cr₂O₇²⁻ (aq) + 14 H⁺ (aq) ⇆ 2 Cr³⁺(aq) + 7 H₂O
la charge avec des électrons e- : Cr₂O₇²⁻ (aq) + 14 H⁺(aq) + 6 e⁻ ⇆ 2 Cr³⁺(aq) + 7 H₂O
Qu'est ce qu'une réaction d'oxydoréduction ?
Définitions
Une réaction d'oxydoréduction est une réaction au cours de laquelle des électrons sont transférés entre les réactifs.
Lors d'une réaction d'oxydoréduction, le transfert d'électrons peut se faire directement par le contact entre les réactifs.
Equation de réaction
L'équation d'une réaction d'oxydoréduction est établie en combinant les demi-equations redox des couples mis en jeu de façon à ce que les électrons n'apparaissent pas dans le bilan.
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Paradigme SASU, Admin le 28/10/2019 16:02:52