Dans ta lampe torche, une réaction chimique fabrique du courant.
www.ndolomath.comFiche de révision de Chimie : « Les piles : la pile Daniell », proposée par ndolomath.comndolomath
Les piles : la pile Daniell
💡 Idée principale : une pile exploite une réaction d’oxydoréduction spontanée dans laquelle les électrons passent par un circuit extérieur. La pile Daniell associe les couples Zn²⁺/Zn et Cu²⁺/Cu.
Étapes résumées
Deux demi-piles reliées par un pont salin.
Anode (−) : oxydation ; cathode (+) : réduction.
Les électrons circulent de l’anode vers la cathode dans le fil.
f.é.m. de la pile Daniell ≈ 1,1 V.
La pile Daniell
1. Les deux compartiments
Électrode de zinc dans une solution de Zn²⁺ : pôle −.
Électrode de cuivre dans une solution de Cu²⁺ : pôle +.
Le pont salin ferme le circuit et assure la neutralité.
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2. Fonctionnement
Le zinc est consommé, le cuivre se dépose.
3. Comprendre le rôle du pont salin
Dans la pile Daniell, le zinc s’oxyde d’un côté et les ions cuivre sont réduits de l’autre. Les électrons passent par le fil extérieur : c’est le courant. Mais sans pont salin, le compartiment du zinc se chargerait positivement et celui du cuivre négativement, et tout s’arrêterait. Les ions du pont salin migrent pour garder chaque solution neutre et ferment le circuit.
Les pôles de la pile
Pôle − (anode) : oxydation, .
Pôle + (cathode) : réduction, .
Les électrons vont du pôle − au pôle + dans le fil.
Vocabulaire
Anode
Siège de l’oxydation. Pôle − de la pile.
/
Cathode
Siège de la réduction. Pôle + de la pile.
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Piles du quotidien
Piles salines et alcalines (zinc/dioxyde de manganèse).
Batteries au lithium des téléphones.
Une pile usée ne se jette pas dans la nature : elle contient des métaux polluants.
Force électromotive et usure
4. Force électromotive
La f.é.m. est la différence des potentiels : pôle + moins pôle −.
Exercice type
Une pile Daniell débite 0,2 A pendant 2 h. Quelle masse de zinc est consommée ? (F = 96 500 C/mol ; Zn = 65,4 g/mol)
Solution : . ; . .
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Exercice type
Énoncé
On réalise une pile avec les couples (0,80 V) et (0,34 V). Donne les pôles, l’équation et la f.é.m.
Solution
Pôle + : argent (potentiel le plus grand) ; pôle − : cuivre. Bilan : . .
À toi de jouer
1. Quel est le pôle − de la pile Daniell ?
2. Rôle du pont salin ?
3. Où a lieu la réduction ?
Réponses : le zinc · fermer le circuit, neutralité · à la cathode. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Les électrons ne traversent pas le pont salin : ce sont les ions.
Dans une pile, la cathode est le pôle +.
La pile s’arrête quand un réactif est épuisé.
Méthode
Repère le métal le plus réducteur : il est l’anode et le pôle −.
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