Objectifs o Mettre en évidence la conversion d énergie chimique en énergie thermique. o Réaliser une pile électrochimique.

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1 Nom : Prénom : Classe : Date : Fiche élève 1/6 Physique - Chimie La chimie, science de la transformation de la matière. Approche de l énergie chimique : la pile électrochimique. Objectifs o Mettre en évidence la conversion d énergie chimique en énergie thermique. o Réaliser une pile électrochimique. ACTIVITE 1 : Etude de la réaction entre les ions cuivre (II) et la poudre de zinc 1. Expérience Protocole expérimental : 1. Verser 20 ml de solution de sulfate de cuivre (II) dans deux béchers de 50 ml chacun (notés et, le bécher sert de bécher «témoin»). 2. Placer un thermomètre ou une sonde thermométrique dans les solutions et noter la valeur de leurs températures initiales θ i = C Quelle est la couleur de la solution dans les béchers ou? Pourquoi? Quelle est la couleur de la poudre de zinc présente dans la coupelle? 3. Enlever le thermomètre et introduire la poudre de zinc, préparée dans la coupelle, dans le bécher 4. Replacer le thermomètre dans la solution. 5. Observer tous les changements visibles (couleur, température ) au bout de 5 minutes : PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 1)

2 Fiche élève 2/6 Comment évoluent les couleurs de la solution et de la poudre?. 6. Le bécher a été le lieu d une tranforamtion chimique. Quels sont les réactifs?.. Quelle est la valeur finale de la température relevée dans le bécher? θ f =.. C Comment a varié la température après avoir introduit la poudre de zinc?.. Interprétations : compléter les phrases. Mots à utiliser : Formé, échauffement, zinc, cuivre (II), disparaît, cuivre. La disparition de la couleur bleue de la solution dans le bécher permet de dire que la solution ne contient plus d ions.. Le dépôt rouge formé sur la poudre est un dépôt de métal. L augmentation de la température met en évidence un.. du milieu réactionnel. Le réactif ion cuivre (II).. pendant que du métal cuivre est.. Il y a bien eu une réaction entre la poudre de.. et les ions cuivre (II). Allons plus loin. Que devient le métal zinc? 1. Filtrer le contenu du bécher dans un erlenmeyer : compléter le document ci-dessous. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 2)

3 Quelle est la couleur du filtrat? Fiche élève 3/6 2. Récupérer 2 ml de filtrat dans un tube à essais et ajouter 3 à 4 gouttes de solution de soude. Qu observe-t-on? Quelle est la nature du précipité?. Dessiner et annoter le tube à essai dans l encadré ci-dessous : 3. Conclusion : Le métal zinc s est transformé. 2. Conclusion Compléter la conclusion avec les termes suivants : cuivre, zinc, transformation, ions, Zn 2+, thermique, milieu réactionnel, conversion, température, Au cours de la. chimique entre les cuivre (II) et le métal, il y a eu formation de métal..et d zinc. Au cours de cette réaction, la.. augmente. L échauffement du.. peut-être interprété comme le résultat d une. de l énergie chimique des réactifs en énergie..dissipée dans le milieu environnant Ne peut-on pas essayer de convertir cette énergie chimique en une énergie autre que de l énergie thermique qui est perdue? ACTIVITE 2 : Réaliser une pile électrochimique 1. Expérience Protocole expérimental : Vous disposez d une lame de cuivre et d une lame de zinc, d un bécher de 100mL, d un multimètre, d un thermomètre ou d une sonde thermométrique ainsi que d une solution de sulfate de cuivre (II). 1. Placer un thermomètre ou une sonde thermométrique dans le bécher. Noter la valeur de la température initiale de la solution. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 3)

4 Fiche élève 4/6 θ i = C 2. Placer les deux lames dans le bécher contenant 100 ml de solution de sulfate de cuivre (II). 3. Enlever le thermomètre et relier à l aide de fils électriques les deux lames aux bornes d un voltmètre : la lame de zinc étant reliée à la borne COM du voltmètre. Attention aux consignes de branchement du voltmètre. Observations Noter la valeur de la tension lue sur le voltmètre?.. Que représente cette tension?.. Inverser le branchement aux bornes du voltmètre et noter la nouvelle valeur de tension lue :.. A quel dipôle électrique le dispositif réalisé est-il équivalent?.. Replacer le thermomètre dans la solution après avoir enlevé les deux lames et noter la valeur de la température : θ f =. C Comment varie la température? PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 4)

5 Fiche élève 5/6 Interprétation Au cours de cette expérience l énergie chimique n a pas été convertie en énergie.. Le dispositif réalisé s appelle une. électrochimique Remarque : compléter la phrase avec les termes suivants : lame de zinc, pôle positif. La lame de cuivre représente le de cette pile tandis que la..représente le pôle négatif. 2. Conclusion : Compléter la conclusion avec les mots suivants : chimique, échauffement, électrochimique, électrique Dans une pile.., l énergie.. est convertie en énergie.. Il n y a pas d.. du milieu réactionnel lorsque la pile ne débite pas. ACTIVITE 3 : Réalisation de piles Protocole expérimental : la pile Volta. C est le physicien italien Alessandro Volta ( ) qui imagina ce type de type en Nettoyer les lames de cuivre et de zinc. 2. Découper une bande de papier filtre de la dimension des lames. 3. Poser cette bande sur la lame de cuivre et l imbiber d eau salée. 4. Poser la lame de zinc au dessus. 5. À l aide de fils électriques relier chaque lame à une des bornes du voltmètre. Quel dipôle électrique avez-vous réalisé? Justifier Cette association «lame de cuivre - papier imbibé d eau salée - lame de zinc» s appelle : un élément de pile. Pourquoi faut-il que le papier soit imbibé d eau salée PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 5)

6 Fiche élève 6/6 Débrancher le fil reliant la lame de cuivre au voltmètre et poser sur cette lame de cuivre un autre élément de pile en mettant la lame de zinc du nouvel élément en contact avec la lame de cuivre du premier. Relier cette lame de cuivre à la borne du voltmètre. Qu observez-vous? Justifier Pourquoi Volta a-t-il appelée «Pile» son invention? Protocole expérimental : pile écologique 1. Enfoncer la lame de cuivre et la lame de zinc dans un «demi-fruit» (agrume ou pomme) posé sur une coupelle. 2. A l aide de fils électriques, relier les deux lames au voltmètre. Compléter le document ci-dessous. Quel dipôle électrique avez-vous réalisé? Justifier. Quel est le rôle du fruit? CONCLUSION GENERALE Compléter la conclusion avec les mots suivants : ionique, différents, chimique, électrique, électrolyte. Une pile électrochimique est un dipôle formé de deux lames de métaux séparées par un. qui est une solution.. Elle convertit l énergie.des réactifs en énergie PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 6)