Exercices de chimie sur la pile sous toutes ses faces - correction, Exercices de Chimie Appliquée
Melissa_s
Melissa_s24 April 2014

Exercices de chimie sur la pile sous toutes ses faces - correction, Exercices de Chimie Appliquée

PDF (276.0 KB)
1 page
660Numéro de visites
Description
Exercices de chimie appliquée sur la pile sous toutes ses faces - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La pile Daniell, L’accumulateur au plomb, La pile à combustible à hydrogène.
20points
Points de téléchargement necessaire pour télécharger
ce document
Télécharger le document
EXERCICE I. La pile sous toutes ses faces (6,5pts)

EXERCICE I. LA PILE SOUS TOUTES SES FACES (6,5 points) Amérique du sud 11/2008 CORRECTION

1. La pile Daniell. 1.1. Voir figure 1 ci-contre. énoncé :« L’électrode positive de cette pile est l’électrode de cuivre. »

1.2. oxydation anodique : Zn(s) = Zn2+(aq) + 2 e – réduction cathodique : Cu2+(aq) + 2 e – = Cu(s)

1.3. Équation de la réaction de fonctionnement de la pile Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq)

1.4.1. Qr = ( )

( )

  

  

2

2

Zn aq

Cu aq

1.4.2. Qr,i = ( )

( )

2

i

2

i

Zn aq

Cu aq

  

  

= 1

1.4.3. Qr,i < K, le système chimique évolue spontanément dans le sens direct de l’équation. Le zinc se transforme en ions zinc (II) et libère des électrons, la plaque de zinc est la borne négative de la pile. 1.5. Il y a consommation d’ions Cu2+, donc [Cu2+(aq)] diminue. Il y a production d’ions Zn2+, alors [Zn2+(aq)] augmente. 1.6. Les ions du pont salin se déplacent afin de maintenir l’électroneutralité des solutions dans les bechers. Les cations K+ se déplacent vers la cathode. Les anions NO3– se déplacent vers l’anode.

2. L’accumulateur au plomb. réaction fonctionnement accumulateur en générateur : PbO2(s) + 4 H+(aq) + Pb(s) = Pb2+(aq) + Pb2+(aq) + 2 H2O(l) 2.1. couple Pb2+(aq)/Pb(s) oxydation du plomb Pb(s) = Pb2+(aq) + 2 e – couple PbO2(s) / Pb2+(aq) réduction de l’oxyde de plomb PbO2(s) + 4 H+ + 2 e – = Pb2+(aq) + 2H2O(l) Remarque : les demi-équations ne sont pas demandées, mais elles sont nécessaires pour vérifier la cohérence des couples avec l’équation de la réaction. On s’intéresse dans ce qui suit à la charge de l’accumulateur. 2.2.2.3. Il s’agit d’une transformation forcée, le générateur impose le sens du courant. 2.4. Le chargeur par son apport d’énergie, permet de réaliser la réaction dans le sens inverse au sens d’évolution spontanée. L’équation est :Pb2+(aq) + Pb2+(aq) + 2 H2O(l) = PbO2(s) + 4 H+(aq) + Pb(s)2.5. Spontanément, le système chimique évoluerait dans le sens inverse de la réaction ci-dessus. Qr > K. Qr diminuerait pour tendre vers K. La transformation étant forcée, le quotient de réaction augmente et sa valeur s’éloigne de celle de K. 3. La pile à combustible à hydrogène

3.1. n(H2) =

2H

m

M avec m en g.

n(H2) = ,

,

32 5 10

2 1 00

 = 1,25103 mol = 1,3103 mol

3.2. D’après la demi-équation d’oxydation de H2 : n(H2) = ( )n e

2

, ou n(e –) = 2.n(H2).

n(e –) = 21,25103 = 2,5103 mol

3.3. Q = n(e –).F

Q = 2,5103  9,65104 = 2,4108 C

Q = I.t

I = Q

t

I = , 82 4125 10

6 3600 40 60

   = 1,0104 Aon utilise la valeur non arrondie de Q, on convertit t en s

Figure 1 ( )24SO aq  ( )24SO aq

( ) ( )3K aq NO aq  

ions Zn2+(aq) ions Cu2+(aq)

R + – anode

Zn

cathode Cu

I e –

Accumulateur au plomb Figure 2

Générateur (chargeur)

i

+ –

e – consommation des e– apportés, il se produit une réduction. C’est la cathode.

libération d’e–, il se produit une oxydation. C’est l’anode.

commentaires (0)
Aucun commentaire n'a été pas fait
Écrire ton premier commentaire
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Docsity n'est pas optimisée pour le navigateur que vous utilisez. Passez à Google Chrome, Firefox, Internet Explorer ou Safari 9+! Téléchargez Google Chrome