Connaissances Capacités Commentaires APPROCHE DE L ENERGIE CHIMIQUE : Comment une pile électrochimique peut-elle être une source d énergie?

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1 Document du professeur 1/ 14 Niveau 3 ème Physique - Chimie La chimie, science de la transformation de la matière. Approche de l énergie chimique : la pile électrochimique. Programme A. La chimie, science de la transformation de la matière. A Pile électrochimique et énergie chimique Cette séance expérimentale illustre la partie de programme ci-dessous, parue au B.O. spécial n 6 du 28 août Les pistes d activité proposées par le programme précédent ont été conservées dans la colonne «Commentaires» : les professeurs pourront s en inspirer pour mener leurs expérimentations s ils le désirent. Connaissances Capacités Commentaires APPROCHE DE L ENERGIE CHIMIQUE : Comment une pile électrochimique peut-elle être une source d énergie? La pile est un réservoir d énergie chimique. Lorsque la pile fonctionne, une partie de cette énergie est transférée sous d autres formes L énergie mise en jeu dans une pile provient d une réaction chimique : la consommation de réactifs entraîne «l usure» de la pile. Réaliser, décrire et schématiser la réaction entre une solution aqueuse de sulfate de cuivre et de la poudre de zinc : - par contact direct - en réalisant une pile Pistes d activités Réaction entre les ions cuivre (II) et la poudre de zinc - par contact direct de la poudre de zinc et de la solution de sulfate de cuivre (II) avec mise en évidence de l échauffement. - en plongeant une lame de zinc et une lame de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre (II). Recherches documentaires : - invention de la pile électrochimique. - constituants d une pile du commerce. Existence de plusieurs modèles de piles : pile saline, pile alcaline, pile à combustible. Thème de convergence : énergie Commentaires La notion de couple oxydo -réducteur est hors programme Pré requis de l élève o L élève sait réaliser les tests de reconnaissance des ions zinc (Zn 2 ) et des ions cuivre (II) (Cu 2 ). o Le cuivre est un métal rouge orangé, le zinc est un métal gris. o Notion d électrodes (migration des ions). o Identifier les bornes d une pile, mettre en évidence la tension entre ses bornes en circuit ouvert. o Brancher un multimètre en voltmètre. o Unité de tension. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 1)

2 Document du professeur 2/ 14 Mots clés o Pile électrochimique o Energie chimique o Energie thermique o Pile alcaline, saline, à combustible. o Source d énergie Prévoir Matériel Poste élève Référence Multimètre (1) Thermomètre (2) Lame de cuivre (1) Lame de zinc (1) Cordons (2) Pinces crocodiles (2) Bécher 50 ml (2) Bécher 250 ml (1) Verre de montre (1) Tube à essais (1) Erlenmeyer (1) 100mL Agitateur Entonnoir Hydroxyde de sodium Poudre de zinc (1 g) Sulfate de cuivre (II) Chlorure de sodium Papier filtre Filtre plissé (2) Spatule Pipette compte-gouttes Solutions en flacon : Solution de soude : c = 0,1 mol.l -1 Solution de sulfate de cuivre (II) : c = 0,1 mol.l -1 et c = 0,5 mol.l -1 Solution de chlorure de sodium : c = 0,1 mol.l -1 Remarques, astuces o Pour l activité 1, utiliser une solution de sulfate de cuivre (II) de concentration c = 0,5 mol.l -1 pour mieux visualiser le dépôt de cuivre ainsi que l augmentation de température du milieu réactionnel. o Pour l activité 2, utiliser une solution de sulfate de cuivre (II) de concentration c = 0,1 mol.l -1. o Pour l activité 3, réalisation de piles : il est souhaitable d avoir demandé aux élèves de faire une recherche personnelle sur Volta avant de réaliser cette activité. On peut humidifier le papier avec de l eau distillée, du robinet ou salée, il est intéressant de répartir ces 3 possibilités entre les différents groupes et de comparer. o Pour la réalisation de piles écologiques.. À chacun son fruit et on peut comparer! PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 2)

3 Prolongements : Document du professeur 3/ 14 o Histoire des sciences : invention de la pile La pile électrique fut inventée vers 1800 par le physicien italien Alessandro Volta ( ). Tout part d une observation faite en 1786 par le biologiste Luigi Galvani. Ce dernier remarque que les muscles des cuisses de grenouilles qu il avait mises à sécher en les suspendant à des crochets en cuivre ; se contractaient brusquement lorsque ces cuisses touchaient le fer du balcon. Il publie le résultat de ses recherches en 1791 dans un ouvrage intitulé «De viribus electricitatis in motu musculari commentarius», point de départ d une violente polémique entre Volta et lui. Galvani attribue la production d'électricité à la cuisse elle-même, parlant «d électricité animale» alors que Volta a l'intuition que cette production est liée à la présence de métaux différents, reliés par un conducteur, ici la cuisse. Cette différence d'interprétation a donné lieu à une féroce controverse entre ces deux scientifiques entre 1791 et 1797 jusqu à ce que Volta crée la première pile électrique en remplaçant la cuisse par du carton imbibé d'eau salée, placé entre des rondelles de métaux différents. Le 20 Mars 1800 Volta adresse à sir J.Banks, président de la Société royale de Physique de Londres, une lettre de laquelle on peut extraire ce passage significatif : «Je me fournis de quelques douzaines de petites plaques rondes ou disques de cuivre, de laiton, ou mieux d argent, d un pouce de diamètre, plus ou moins (par exemple de monnaies) et d un nombre égal de plaques d étain, ou ce qui est beaucoup mieux, de zinc de la même figure et grandeur, à peu près ; je dis à peu près, parce que la précision n est pas requise et en général la grandeur aussi bien que la figure des pièces métalliques est arbitraire ; on doit avoir égard seulement qu on puisse les arranger commodément les uns sur les autres en forme de colonne. Je prépare, en outre, un nombre assez grand de rondelles de carton, de peau ou de quelque autre matière spongieuse, capable d imbiber et de retenir beaucoup d eau ou de l humeur dont il faudra pour le succès des expériences qu elles soient bien trempées. Ces tranches ou rondelles, que j appellerai disques mouillés, je les fait un peu plus petits que les disques ou plateaux métalliques, afin qu interposés à eux de la manière que je dirai bientôt, ils ne débordent pas Photo pile Volta Musée Ampère (Université Lyon 1).Je pose donc horizontalement sur une table ou base quelconque, un des plateaux métalliques, par exemple un d argent, et sur ce premier, j en adapte un de zinc ; sur ce second je couche un des disques mouillés, puis un autre plateau d argent, suivi immédiatement d un autre de zinc auquel je fais succéder encore un disque mouillé. Je continue ainsi de la même,..je continue à former de ces étages une colonne aussi haute qu elle peut se soutenir sans s écrouler. Or, si elle parvient à contenir environ vingt de ces étages ou couples de métaux, elle sera déjà capable.de frapper les doigts avec lesquels on vient toucher ses deux extrémités (la tête et le pied d une telle colonne), d un ou de plusieurs petits coups, chacun desquels coups ressemble parfaitement à cette légère commotion que fait éprouver une bouteille de Leyde (1) faiblement chargée, ou une batterie (2) chargée plus faiblement encore, ou enfin une torpille (3) extrêmement languissante, qui imite encore mieux les effets de mon appareil par la suite des coups répétés qu elle veut donner sans cesse.» 1= la bouteille de Leyde est un condensateur. 2= la batterie est ici une association de plusieurs condensateurs. 3= poisson torpille voisin des raies qui possède des organes capables de produire une décharge électrique. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 3)

4 Document du professeur 4/ 14 Volta remarque également qu en touchant sa langue avec deux métaux différents reliés à un conducteur, il ressent des sensations dépendant de la nature des métaux. Cela lui permit de classer les métaux. La pile de Volta permettait, pour la première fois d obtenir un courant continu. La renommée de son inventeur fût rapidement très grande : en 1801, il présente sa pile et ses expériences à l Académie des Sciences devant Napoléon Bonaparte, alors Premier Consul, thème d un célèbre tableau de Nicola Cianfanelli ( ) Devenu empereur Napoléon le fit comte et dota l Ecole Polytechnique d une pile de 600 éléments zinc-cuivre permettant d obtenir un courant d intensité voisine de 10 A. L histoire se poursuit En 1805 : Ritter améliore la pile de Volta en permettant sa recharge. En 1836 : Daniell réalise un générateur chimique d électricité «impolarisable» connu sous le nom de pile Daniell, à partir de cuivre et de zinc plongés respectivement dans des solutions de sulfate de cuivre et de sulfate de zinc. En 1839 : Grove construit la première pile à combustible. Elle restera dans l oubli pendant une centaine d années.. En 1877 : Leclanché invente la pile qui porte son nom, avec comme électrolyte le chlorure d ammonium et comme dépolarisant le dioxyde de manganèse. En 1935 : Bacon reprend l étude des piles à combustible. En 1953 : Création de la pile hydrogène-oxygène des missions Apollo. o Les différents types de piles usuelles : piles salines, piles alcalines : D une façon générale toute pile est le siège d une réaction d oxydoréduction. Lorsqu elle débite, les électrons issus des réactions d oxydoréduction circulent dans le circuit extérieur générant un courant dans le sens inverse. La pile est composée de 2 électrodes : la cathode (borne positive) qui est le siège d une réduction et l anode (borne négative), siège d une oxydation (Document ci-dessous : site SPH académie d Amiens). Pile saline (dite type Leclanché) Pile alcaline Schéma Anode Réducteur Zinc Poudre de zinc Collecteur Récipient de zinc Tige métallique PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 4)

5 Cathode Oxydant Electrolyte Dioxyde de manganèse MnO 2 poudre de carbone Document du professeur 5/ 14 Dioxyde de manganèse MnO 2 poudre de carbone Collecteur Graphite Récipient en acier Chlorures d'ammonium et de zinc gélifiés (composé ionique appelé autrefois sel d'où le nom de pile saline) Solution aqueuse d'hydroxyde de potassium (Potasse) (La potasse est un «alcali», nom ancien des bases, d'où le nom de pile alcaline) Milieu Acide Basique Espèces chimiques C (inattaquable), Zn, H 2 O, Cl -, NH 4, Fe, Zn, H 2 O, K, OH -, MnO 2 présentes H 3 O, MnO 2 Evolution Remarques Réducteurs Oxydants Cl -, H 2 O, NH 4, Zn H 3 O, MnO 2 Oxydation du zinc à l'anode Zn Zn 2 2e - Réduction du MnO 2 à la cathode MnO 2 H 3 O e - MnO(OH) H 2 O (MnO(OH) s appelle la manganite) L'électrode de zinc est rongée. Du dihydrogène se forme sur l'électrode de graphite. La pile se polarise. Le dioxyde de manganèse (dépolarisant) oxyde le dihydrogène et permet un meilleur passage du courant. L'enveloppe de zinc s'amincit au cours du temps et finit par se percer. La poudre de carbone à la cathode permet une meilleure circulation du courant car le dioxyde de manganèse est mauvais conducteur OH -, Fe, Zn K, H 2 O, MnO 2 Oxydation du zinc à l'anode Zn 4OH - Zn(OH) 2-4 2e - Réduction du MnO 2 à la cathode MnO 2 H 2 O e - MnO(OH) OH - Plus étanche que la pile saline car le zinc ne constitue plus le boîtier. Elle a une durée de vie supérieure car sa quantité d'oxydant (MnO 2 ) est plus importante. Le zinc est meilleur réducteur en poudre qu'en plaque fém 1,5 V 1,5 V Temps de décharge 20 à 25 heures. Se décharge de manière régulière de 1,5 V à 0 V 50 à 60 heures. Se décharge de 1,5 V et 1,2 V au bout d'une dizaine d'heures, puis sa tension reste constante à 1,2 V une quarantaine d'heures, avant de décroître régulièrement entre 1,2 V et 0 V o La pile au lithium Elle a des propriétés bien supérieures à celles des piles alcalines ou salines, une f.é.m de 3,5 V et une durée de vie pouvant atteindre 10 ans! Elles sont ainsi utilisées dans les stimulateurs cardiaques. Le coût de ces piles est élevé. Le boîtier est en acier. C est le couple Li / Li qui intervient à la borne négative, le lithium constituant l électrode. Ce métal réagissant très violemment avec l eau, l électrolyte est constitué d un liquide non aqueux. Il est très dangereux d ouvrir ces piles. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 5)

6 Document du professeur 6/ 14 o La pile à combustible Inventée en 1839 puis oubliée, elle connaît un regain d intérêt depuis Son fonctionnement repose sur la réaction d oxydoréduction entre le dihydrogène et le dioxygène. Constitution d une pile à combustible : Une pile à combustible est constituée d une demi-pile à hydrogène et d une demi-pile à oxygène, séparées par une membrane qui permet aux ions hydrogène de migrer de l anode (borne négative) à la cathode (borne positive). Chaque électrode est recouverte de platine qui joue le rôle de catalyseur. Le principe de fonctionnement : La pile à combustible fonctionne à l'inverse de l'électrolyse de l'eau. Elle transforme l'énergie chimique en énergie électrique directement. Elle est semblable à une pile ordinaire. Elle possède une cathode et une anode séparées par un électrolyte qui assure entre autres le passage du courant par transfert ionique des charges. Comme une pile classique, elle consomme son oxydant (ici le comburant dioxygène O 2 ) et son réducteur (ici le combustible dihydrogène H 2 ). Elle continue de fonctionner tant qu'elle est approvisionnée en dihydrogène et dioxygène. 1. A l'anode, électrode à laquelle arrive le courant, donc constituant ici la borne négative de la pile, a lieu la réaction d'oxydation suivante : H 2 = 2H 2e ; 2. Il y a donc production de 2 électrons par molécule de dihydrogène ; 3. L'ion H passe de l'anode à la cathode tandis que les électrons transitent par le circuit électrique provoquant un courant électrique en sens inverse de leur déplacement ; 4. À la cathode, borne positive, les ions H sont consommés suivant la réaction de réduction: O 2 4H 4e = 2H 2 O Schéma d'une pile à combustible. La tension théorique produite vaut 1,23 V pour une pile fonctionnant à 25 C avec du dioxygène et du dihydrogène purs sous la pression de 1 bar. En pratique, la tension fournie par une pile débitant un courant électrique évolue généralement entre 0,5 et 0,8 V : cette perte de potentiel trouve son origine dans différents PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 6)

7 Document du professeur 7/ 14 phénomènes physiques qui se produisent au niveau des électrodes, de l'électrolyte et des dispositifs de distribution des réactifs et d'évacuation des produits. Une pile à combustible alimentée en dihydrogène et en air ne produit que de l'eau dont on peut parfois observer directement la condensation lorsqu'elle fonctionne à basse température. Remarques : Autres combustibles pouvant arriver à l anode : Gazeux : dihydrogène, méthane. Liquide : méthanol. L électrolyte est soit alcalin (hydroxyde de potassium), soit acide (acide phosphorique par exemple) Applications : de telles piles sont utilisées depuis longtemps dans les engins spatiaux mais aujourd hui trois grands domaines s ouvrent à elles : 1. La propulsion des véhicules, en remplacement des moteurs à combustion interne. 2. La production d électricité domestique. 3. L alimentation des appareils électroniques portables, en remplacement des accumulateurs. Avantages et inconvénients : Comparée à la combustion des hydrocarbures utilisés dans les véhicules automobiles, une pile à combustible ne rejette que de l eau et non des gaz à effet de serre. Cependant la production de dihydrogène pour alimenter la pile reste très polluante. La solution du moteur hybride, essence-hydrogène, se développe et on compte de plus en plus de véhicules de ce type ; Le dihydrogène n est pas toxique mais il est inflammable et explosif. Un moteur à hydrogène est deux fois plus performant qu un moteur à essence mais son coût est encore élevé ; sa production massive n est pas encore effective ; Le prix d un «plein de dihydrogène» ne deviendra compétitif que si la distribution de ce gaz est généralisée et si le prix du baril de pétrole devient prohibitif. Pistes d évaluation I. Note expérimentale : 6 «appel professeur» en tout. Activité 1 : 3 «appel professeur» - Introduction de la poudre zinc, lecture température θ 2 - Filtration : mise en place du dispositif - Test des ions zinc (prélèvement du filtrat, ajout de sol de soude) Activité 2 : 1 «appel professeur» - Branchement correct du voltmètre - Mesure de la tension aux bornes de la pile - Calibre adapté Activité 3 : 2 «appel professeur» - Réalisation d un élément de pile Volta - Mesure de la tension aux bornes - Réalisation de la pile écologique (agencement, mesure de la tension) - Paillasse rangée (lame séchée, verrerie propre ) PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 7)

8 Note expérimentale Document du professeur 8/ 14 /10 II. Note théorique Activité 1 : 5 observations, 4 interprétations, schéma filtration, 5 points observations schéma test ion zinc, 1 conclusion. Activité 2 : 3 observations, 1 interprétation, 1 conclusion 3 points Activité 3 : 3 observations 2 points Note théorique /10 PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 8)

9 Document du professeur 9/ 14 Nom : Prénom : Classe : Date : 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 (Valeur dépendant de l environnement dans la classe) Quelle est la couleur de la solution dans les béchers ou? Pourquoi? La solution est de couleur bleue car il y a présence d ions cuivre (II) Quelle est la couleur de la poudre de zinc présente dans la coupelle? La poudre de zinc est de couleur gris foncé 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 9)

10 Document du professeur 10/ 14 Comment évoluent les couleurs de la solution et de la poudre? La solution n est plus bleue, un dépôt rouge se forme sur la poudre de zinc 6. Le bécher a été le lieu d une tranforamtion chimique. Quels sont les réactifs? Les ions cuivre (II) et le métal zinc Quelle est la valeur finale de la température relevée dans le bécher? θ f =.. C (Valeur dépendant de l environnement dans la classe) Comment a varié la température après avoir introduit la poudre de zinc? Il y a une augmentation de la température après introduction de 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 cuivre (II) Le dépôt rouge formé sur la poudre est un dépôt de métal cuivre L augmentation de la température met en évidence un échauffement du milieu réactionnel. Le réactif ion cuivre (II) disparaît pendant que du métal cuivre est formé. Il y a bien eu une réaction entre la poudre de zinc 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 10)

11 Document du professeur 11/ 14 Quelle est la couleur du filtrat? Le filtrat est incolore 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? Il se forme un précipité blanc Quelle est la nature du précipité? Il s agit d un précipité d hydroxyde de zinc Dessiner et annoter le tube à essai dans l encadré ci-dessous : 3. Conclusion : Le métal zinc s est transformé en ions zinc Zn Conclusion Compléter la conclusion avec les termes suivants : cuivre, zinc, transformation, ions, Zn 2. thermique, milieu réactionnel, conversion, température, Au cours de la transformation chimique entre les ions cuivre (II) et le métal zinc, il y a eu formation de métal cuivre et d ions zinc Zn 2. Au cours de cette réaction, la température augmente. L échauffement du milieu réactionnel peut-être interprété comme le résultat d une conversion de l énergie chimique des réactifs en énergie thermique 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 11)

12 Document du professeur 12/ 14 θ i = C (Valeur dépendant de l environnement dans la classe) 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? On lit : U =. V (Valeur dépendant de l environnement dans la classe) Que représente cette tension? C est la tension aux bornes des deux lames Inverser le branchement aux bornes du voltmètre et noter la nouvelle valeur de tension lue : On lit maintenant U = - 1,06 V A quel dipôle électrique le dispositif réalisé est-il équivalent? Le dispositif réalisé est équivalent à un générateur de tension continue Replacer le thermomètre dans la solution après avoir enlevé les deux lames et noter la valeur de la température : θ f =. C (Valeur dépendant de l environnement dans la classe) Comment varie la température? θ f = θ i : il n y a pas de variation de température.. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 12)

13 Document du professeur 13/ 14 Interprétation Au cours de cette expérience l énergie chimique n a pas été convertie en énergie thermique. Le dispositif réalisé s appelle une pile électrochimique. Remarque : compléter la phrase en utilisant les termes : lame de zinc, pôle positif. La lame de cuivre représente le pôle positif de cette pile tandis que la lame de zinc représente le pôle négatif. 2. Conclusion : Compléter la conclusion avec les mots suivants : chimique, échauffement, électrochimique, électrique Dans une pile électrochimique, l énergie chimique est convertie en énergie électrique. Il n y a pas d échauffement 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. On a réalisé une pile électrochimique puisqu il existe une tension électrique aux bornes des deux lames. La tension vaut U 1 =.. V. (Valeur dépendant du matériel mis en oeuvre) 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? L eau salée est une solution ionique : elle sert d électrolyte et permet le passage du courant électrique grâce aux ions qu elle contient! PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 13)

14 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 La tension vaut U 2 = 2 U 1 = V (Valeur dépendant du matériel mis en oeuvre) La tension a doublé car on a placé deux éléments de pile. Document du professeur 14/ 14 Pourquoi Volta a-t-il appelée «Pile» son invention? Il a empilé les éléments les uns au dessus des autres constituant ainsi un «empilement» d où le nom de «pile». 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. On a réalisé une pile électrochimique puisqu il existe une tension électrique entre les deux lames métalliques. La tension vaut :.* U 1 =.. V pour une pile réalisée avec une pomme. U2 =.. V pour une pile réalisée avec une orange. (*Valeur dépendant du matériel mis en oeuvre) Quel est le rôle du fruit? L eau et les espèces chimiques contenues dans le fruit constituent une solution ionique qui sert d électrolyte et permet le passage du courant électrique grâce aux ions qu elle contient! 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 différents séparées par un électrolyte qui est une solution ionique. Elle convertit l énergie chimique des réactifs en énergie électrique. PIERRON 2008 La pile électrochimique (page 14)

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