Chimie – travaux pratiques sur la pile à combustible - correction, Exercices de Biochimie et Instrumentation
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Melissa_s24 avril 2014

Chimie – travaux pratiques sur la pile à combustible - correction, Exercices de Biochimie et Instrumentation

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Chimie – travaux pratiques sur la pile à combustible - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Schéma de la pile à combustible, Les couples d'oxydoréduction mis en jeu dans la réaction, Le réactif qu...
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Correction 2003 Afrique La pile à combustible (2,5 pts)

1. Schéma de la pile à combustible

1.1. Les électrons sont les porteurs de charge qui circulent à l'extérieur de la pile.

1.2.

2. Les couples d'oxydoréduction mis en jeu dans la réaction

2.1. H2 (g) = 2H+ (aq) + 2 e– (oxydation du dihydrogène)

O2 (g) + 4 e– + 4H+ = 2 H2O (l) (réduction du dioxygène)

2.2. équation de la réaction: 2 H2 (g) + O2 (g) = 2 H2O (l)

3. Le réactif qui est réduit est appelé le "combustible" de la pile

3.1. Le combustible est le dioxygène, il subit une réduction: une espèce appelée oxydant capte un ou

plusieurs électrons et se transforme en une espèce appelée réducteur.

3.2. La réduction a lieu à la cathode. Cette électrode est le pôle positif de la pile, cette électrode consomme

des électrons.

4. Dans un véhicule motorisé fonctionnant grâce à une pile à combustible

4.1. n(H2) = 0,2

10.5,1

)(

)( 3

2

2  HM

Hm = 7,5.102 mol

n(H2) = mV

HV )( 2 V(H2) = Vm  n(H2) = 7,5.102  24 = 18.103 L = 18 m3

4.2. Le volume du gaz dihydrogène est trop important pour être stocké à bord de la voiture.

4.3. P.V = n.R.T soit V = P

TRn .. , il faut augmenter la pression du gaz ainsi V diminue.

5. Dans la navette spatiale, les piles à combustibles débitent un courant d'intensité I = 200 A

5.1. Q = I.t = 200  24  3600 = 1,7.107 C

5.2. Q = np .F nP = F

tI

F

Q  

. = 179 mol d'électrons.

n(H2) = nP / 2= 89,5 mol de H2 ont été consommées.

sens conventionnel du courant I sens de circulation des

H2

H2O

O2

électrolyte:

Solution acide

H3PO4

+ –

moteur

porteurs de

charges

électrodes

M

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