physique chimie college lycee Pile et énergie - 3e
PILE ET ÉNERGIE
1. Une réaction qui libère de l’énergie thermique

Expérience :

AVANT :

Les réactifs, sulfate de cuivre et zinc, ne sont pas en contact. La température est mesurée.

 APRÈS :

La réaction entre le sulfate de cuivre et le zinc a fait monter la température.

- On verse une solution de sulfate de cuivre dans un bécher.
- On mesure la température.
- On ajoute de la poudre de zinc, on agite et on relève à nouveau la température.
- On teste à la soude la solution obtenue.

Observations :
1. couleur bleue disparaît ;
2. dépôt rougeâtre sur le zinc ;
3. PP blanc avec la soude ;
4. θ ↗ .

Interprétations :
1. disparition des ions cuivre Cu2+ ;
2. apparition du métal cuivre ;
3. apparition des ions zinc Zn2+ ;
4. la transformation chimique libère de l’énergie thermique.

 

Retenir :
Le sulfate de cuivre réagit avec le zinc : les réactifs possèdent de l’énergie chimique.

 

 

Lors de la transformation, une partie de cette énergie est transférée à l’extérieur sous forme d’énergie thermique (chaleur).

 

2. Une réaction qui libère de l’énergie électrique

Expérience :

U = ………… V

I = ………… mA

- On plonge une lame de zinc et une lame de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre. On relie les lames aux bornes d’un voltmètre.
- On remplace le voltmètre par un dipôle ohmique.
- On mesure l’intensité.

Observations :
1. la solution se décolore ;
2. dépôt rougeâtre ;
3. du zinc disparaît ;
4. Les appareils montrent qu’il y a une tension et une intensité.

Interprétations :
1. disparition des ions cuivre Cu2+ ;
2. apparition du métal cuivre ;
3. la pile s’use ; apparition d'ions zinc Zn2+ ;
4. la transformation chimique libère de l’énergie électrique.

 
Une pile électrochimique comporte deux électrodes de natures différentes plongeant dans une solution conductrice.
Une partie de l’énergie chimique des réactifs est transférée au circuit sous forme d’énergie électrique. Une autre partie sous forme de chaleur.
La consommation des réactifs entraîne l’usure de la pile.

 

3. Quelle électrode est la borne positive de la pile ?

 

 

Réaction à l’électrode en zinc : Du zinc disparaît donc des électrons apparaissent

Zn → Zn2+ + 2 e

Réaction à l’électrode en cuivre : Du cuivre apparaît donc des électrons disparaissent

Cu2+ + 2 e → Cu

Le zinc donne des électrons aux ions cuivre qui deviennent atomes. Si les électrons apparaissent à la lame de zinc, c’est que le zinc est la borne négative de cette pile "artisanale".

 

Retenir :
La borne + est la lame de cuivre.