3^ème Chapitre 5 : Pile et énergie Thème 3

I -L'énergie chimique

On réalise l'expérience ci-dessous en suivant l'évolution de la température pendant la transformation chimique.

Observation

Pendant la transformation la température augmente. La solution est devenue incolore et un dépôt orange est visible sur le zinc.

Étude des produits

Il n’y a plus d’ions cuivre bleue, le dépôt orange doit être des atomes de cuivre.

On fait un test à la soude sur la solution finale. On obtient un précipité blanc donc les atomes de zinc se sont transformés en ions zinc.

Cu²⁺ + Zn Cu + Zn²⁺

II -Le schéma énergétique des piles

Les énergies possibles sont :

• Mécanique,

• thermique,

• chimique,

• lumineuse,

• nucléaire et

• électrique

Sous quelle forme est stockée l’énergie d’une pile qui ne fonctionne pas :

• Énergie chimique

Complète le schéma représentant les conversions d’énergies d’une pile qui fonctionne.

III -Un exemple de pile

On remplit à moitié un bécher contenant de l’eau salée.

On place une lamelle de zinc et une lamelle de cuivre dans un bécher. Ce sont les électrodes de notre pile.

U=0,67 V

1. Quelle est la tension mesurée ? 0,67 V

2. Quelle est l’électrode positive ? L’électrode de cuivre

3. Quelle est l’électrode négative ? L’électrode de zinc

Conclusion :
Une pile électrochimique est composée de deux électrodes différentes plongées dans une solution ionique ( électrolyte ).
Une partie de l'énergie chimique des réactifs produit de l'énergie électrique et une autre partie produit de l'énergie thermique.

IV -Les accumulateurs ( piles rechargeables )

Dans un accumulateur, les électrodes doivent permettre la réaction dans les deux sens.

Identifie les énergies lors du rechargement de l’accumulateur et réalise le schéma énergétique correspondant.

V -La pile à combustible

La pile à combustible ou pile à hydrogène est une pile qui utilise aussi deux électrodes et une membrane remplaçant l’électrolyte.

H₂ 2H⁺ + 2e⁻

+ ½O_{2 +} 2H⁺ + 2e⁻ H₂O

--------------------------------

H₂+ ½O_{2 +} 2H⁺ + 2e⁻ 2H⁺ + 2e⁻ + H₂O

H₂ + ½O₂ H₂O

Les réactifs sont le dioxygène et le dihydrogène. Les électrodes sont faites d’un matériau catalyseur. ( il permet la réaction sans être consommé ).

La voiture à hydrogène ne produit que de l’eau