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AgrégationChimie

MG n°8 : Piles électrochimiques; accumulateurs

Introduction

Grenouille, influx nerveux etc.. Électricité empilement disque zinc cuivre, électricité importante 600 millions de pile/an en France. Accumulateur pour voiture. Comment optimiser utilisation des piles. Historique: pile daniell.

Plan

  1. Piles : principes
    1. La pile Daniell

      Sarrazin p 283, JFLM1 p 190
    2. La pile Leclanché

      Brénon-Audat p 219
  2. L'accumulateur au plomb

    Sarrazin p 281
  3. Conditions d'utilisation
    Influence de T sur la fem d'une pile. Détermination de grandeurs thermo

    Brénon-Audat p 130

La pile Daniell
Sarrazin p 283, JFLM1 p 190

Commentaires : Partir de l'expérimental pour aller au théorique.
Zn : anode. içi -
Cu : cathode
Le potentiel varie.
Tension aux bornes de la pile. Monter la pile en live pour manipuler. Mix avec JFLM. Montrer la pile en tant que tel. Manip du JFLM mieux, Mesplède aussi.
Questions : Ça veut dire quoi réducteur ? cède électrons.
Pourquoi un poreux ? électroneutralité + récupération du travail nécessaire. Sinon, on ne récupère pas le travail électrique.
Que se passerait-il sans poreux.
Ou se formerait le cuivre ?
Quel est le rôle de l'électrode au calomel ?
Pourquoi on a parlé de l'ESH ? Quel est son potentiel.
Microscopiquement, pourquoi résistivité liée au poreux ? Ions gênés par le poreux.
Transition : Içi, électrolyte liquide, pas pratique si coule donc gel cf manip n°2

La pile Leclanché
Brénon-Audat p 219

Commentaires : Ne pas mettre Zn et l électrolyte en contact direct, les séparer avec un papier imbibé de NH4Cl. On peut ajouter de la poudre de graphite pour diminuer la résistivité ou du gel d'agar agar.
Montrer que la fem est liée aux piles du commerce.
Questions : Quels sont les phénomènes physiques mis en jeu ?
Pourquoi utilise-t-on un électrolyte support ?
Comment évolue la mobilité des ions par rapport au gel ?
Elle diminue, donc il faut plus d'électrolyte.
Est-il classique d'utiliser le carbone comme électrode ?
Cela coûte moins cher que le platine
Quel autre type d'électrode inerte aurait-on pu utiliser ?
Est-ce que l'on mesure vraiment une fém ?
Oui car la pile ne débite pas, la résistance interne du générateur est très élevée.

L'accumulateur au plomb
Sarrazin p 281

Commentaires : Montrer la préparation de la batterie pour manipuler.
Faire le rendement, l'oxyde de plomb se fixe pas forcément sur la plaque.
Questions : Pourquoi on ne peut pas recharger une pile ?
Quels autre types de batterie existent ?
Il y a les batteries au Lithium, au Cadmium.
Pourquoi inverse-t-on la polarité ?
Quels sont les sources de résistance ?
Quel est le rendement énergétique ?
Dans une batterie de voiture, est-ce grave si elle ne dure que 10 minutes ?
Comment se recharge une batterie de voiture ?
Avec l'alternateur.
Le nombre de cycles possibles est-il infini ?
Quelle est la source d'irréversible ?
Quelle est la tension de seuil ?
Transition : Influence de l'usage ?

Influence de T sur la fem d'une pile. Détermination de grandeurs thermo
Brénon-Audat p 130

Commentaires : Attention au report de point, on doit avoir les mêmes solutions pour une mesure thermo.
Faire plusieurs mesures avec des points.
ΔrS plus précis car une pente, mieux qu'un seul point pour ΔrH.
fem : corriger avec Nernst pour E0
Pile : hors équilibre, mais chaque demi pile à l'équilibre.
Faire une mesure de deux points, un coup pour G, un coup pour H.
Questions : Différence pont salin/poreux ?Distance à parcourir, pont salin plus résistif.
Cyanure pas volatile ? Içi, complexé donc cyanure pas libre.
Quelle est la concentration ? Potentiel de chaque pile ? Comment le calculer rapidement ?
Sources d'incertitudes ?
Pile, mieux à chaud ou à froid ?
Si voiture démarre pas en hiver, que faire ?
Pile, un système à l'équilibre ? Est-ce qu'on a un ΔrG ? Non, car hors équilibre .
Qu'est-ce qu'il y dans le pont salin ?

Commentaires

Anode : la ou vont les anions, cathode : là ou vont les cations . Parler de Nernst assez rapidement.
Parler de pile à combustible. Papier filtre mieux que pont salin ou poreux ? Agar Agar nécessaire ou poreux pour faire débiter la pile pour avoir grande surface de contact. Attention aux problèmes de cinétique quand on est hors équilibre (quand la pile débite).
Nettoyer le poreux avant de l'utiliser.
Les piles: que du courant continu. Dire que piles irréversibles.

Montage en étoile de JFLM.
Sarrazin, pile à combustible. Go to top
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