- Piles
- Combustion et environnement
- Réaction d’oxydoréduction
Piles et oxydoréduction cours exercices corrigés Première
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Combustion et environnement cours exercices
Réaction d’oxydoréduction cours exercices
Contenu du cours Piles et oxydoréduction Physique et chimies
I. Qu’est-ce qu’une pile ?
Une pile est un générateur électrochimique au sein duquel des transformations chimiques assurent la
conversion de l’énergie chimique stockée en énergie électrique.
Une pile est constituée de deux demi-piles, contenant chacune une électrode plongeant dans une
solution ionique : un électrolyte. Ces demi-piles sont reliées par un pont salin qui permet le transfert
d’ions d’une solution à l’autre.
II. Fonctionnement d’une pile
La pile Daniell, schématisée ci-dessous, débite un courant électrique qui circule, à l’extérieur de celle- ci, de l’électrode du cuivre (pôle positif de la pile) vers l’électrode de zinc (pôle négatif). Les électrons, responsables du passage du courant, circulant en sens inverse, de l’électrode de zinc vers l’électrode de cuivre.III. Pile à combustible et accumulateur
Les piles les plus courantes sont les piles salines ou alcalines constituées d’une électrode en zinc et contenant du dioxyde de manganèse MnO2. Seul l’électrolyte diffère : dans une pile alcaline, l’électrolyte est une solution basique (d’hydroxyde de sodium par exemple). Une pile alcaline est plus chère qu’une pile saline, mais plus performante.Une pile à combustible est alimentée en réactifs de façon continue.
Un accumulateur fonctionne sur le même principe qu’une pile, mais il peut être rechargé ; un apport d’énergie permet de régénérer les espèces qui ont été consommées aux électrodes.
I. Effet de serre
Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre : sa présence dans l’atmosphère permet, avec d’autres gaz, d’avoir une température moyenne qui rend la Terre habitable. Cependant, l’augmentation des rejets de dioxyde de carbone due à l’activité humaine contribue à augmenter l’effet de serre et à modifier les équilibres climatiques.II. Combustion incomplète
Il arrive souvent que la combustion soit incomplète. Cela se produit lorsque l’apport en dioxygène est insuffisant. D’autres espèces peuvent alors se former : du monoxyde de carbone CO, gaz incolore, inodore et toxique, ou du carbone (solide noir).Lorsqu’une combustion est incomplète, plusieurs équations chimiques peuvent être écrites.
III. Autres polluants
Les hydrocarbures polluant par les substances indésirables qu’ils contiennent. L’exemple classique est le soufre, naturellement présent dans pratiquement tout gisement de charbon, pétrole ou gaz naturel et qui, dans une flamme, se transforme en dioxyde du soufre, gaz irritant pour les voies respiratoires. A haute température, une fraction du diazote atmosphérique se combine avec le dioxygène pour former des oxydes d’azote.Ces gaz (dioxyde de soufre et oxydes d’azote) sont les principaux responsables des pluies acides car, dans l’atmosphère, ils peuvent se transformer en acide sulfurique ou acide nitrique.
I. Couple oxydant / réducteur
Un oxydant est une espèce chimique susceptible de capter un ou plusieurs électrons.Un réducteur est une espèce chimique susceptible de céder un ou plusieurs électrons.
II. Réaction d’oxydoréduction
Lorsqu’on met en contact l’oxydant d’un couple avec le réducteur d’un autre couple, une transformation chimique a lieu. Il s’agit d’une réaction d’oxydoréduction.Une réaction d’oxydoréduction correspond à un transfert d’électrons du réducteur d’un couple à l’oxydant d’un autre couple.
L’oxydant gagne des électrons : il est réduit (il subit une réduction).
Le réducteur perd des électrons : il est oxydé.
III. Piles et oxydoréduction
La réaction chimique ayant lieu dans une pile est une réaction d’oxydoréduction.
Lorsque la pile Daniell alimente un circuit, des électrons sont transférés du métal zinc vers ions Cu2+.
Le transfert d’électrons se fait par l’intermédiaire du circuit électrique extérieur, on parle de transfert
indirect d’électrons.