Question de cours

Intro

I- Les piles
                1/ Piles de production électrique  
                2/ Piles de corrosion              

II- Electrolyse
                1/Principe
                2/Applications pratiques
 
III- Comparaison               
                1/ Spontanéité / régime forcé  
                2/ Production / consommation             
                3/ Ecologie

Conclusion

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Intro : Mise en jeu de couples rédox, d'échange d'électrons et d'énergie électrique (points communs triviaux)
Rappeler la notion de E°, le potentiel de Nernst et la relation ΔrG° = - nFE°

I- Les piles

                1/ Piles de production électrique

Faire le schéma d'une pile : 2 électrodes (une cuivre, une zinc par exemple) , reliées par une résistance (et un voltmètre si souhaité, en parallèle) . E°(Cu) > E°(Zn) donc + sur le Cu et - sur le Zn ⇒ sens des électrons ⇒ réactions aux électrodes ⇒ définition anode et cathode. Conclure : pile = générateur
Laisser le schéma au tableau

                2/ Piles de corrosion
 
Même schéma mais en court-circuit . Le métal le plus réducteur consommé, le métal le moins réducteur protégé . Donner les réactions aux électrodes.

II- Electrolyse

                1/Principe

Faire un schéma de l'électrolyse de l'eau par exemple avec un générateur  qui impose les polarités et le sens des électrons ⇒définition anode et cathode .  Production de O2 et H2. Laisser le schéma au tableau.

                2/Applications pratiques

• Montrer la production électrolytique du zinc, avant cémentation et montrer la nécessité de la cémentation.
• Purification par anode soluble : Une anode lourde en Cuivre impur une cathode fine en cuivre . Un bain de Cu2+. L'anode se dissout, les impuretés, soit se dissolvent , soit tombent sous forme métallique au fond, et seul de cuivre se redépose à l'anode, purifié.

III- Comparaison               

                1/ Spontanéité / régime forcé
Pile spontané ; électrolyse forcé ⇒  traduction en courbe I / E : pile : _______∫______________
                                                                                                                        ←ddp→  ∫   générée
                                                            électrolyse : _______________∫_______
                                                                                            ∫ ←ddp→   à imposer          
                2/ Production / consommation                                                                                                                         

piles : ddp : produisent quelques volts au mieux,     I : mA   énergie fournie faible
électrolyse : nécessitent quelques volts,      I: plusieurs centaines de volts !   énergie consommée importante.

              3/ Ecologie

• L'électrolyse consomme tant d'ampères que nécessité d'une électricité moins chère ⇒implantation près de barrages hydroélectriques dévoués à l'usage de l'usine
• Les piles utilisent beaucoup de métaux lourds ⇒ pollution et retraitement nécessaire...finalement moins écologique, sauf piles rechargeables (réversibles : une électrolyse les régénère..., toujours l'électrolyse plus écologique ! )

Conclusion
Recherche sur des piles plus propres et plus puissantes toujours en cours car avantage précieux : énergie mobile...