Chapitre 4: UN GÉNÉRATEUR ÉLECTROCHIMIQUE : LA PILE - Physique-Chimie Troisième | DigiClass
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UN GÉNÉRATEUR ÉLECTROCHIMIQUE : LA PILE

I.  Constitution de la pile Leclanché

Schéma d’une pile Leclanché

Dans une pile Leclanché, on distingue :

  • $\textbf{Un conducteur}$: le graphite, il constitue la borne positive de la pile
  • $\textbf{Un électrolyte}$ : le chlorure d’ammonium
  • $\textbf{Un autre conducteur}$ : le zinc, il constitue la borne négative de la pile

La pile est donc constituée de deux conducteurs  en contact avec un électrolyte.

II.  L’usure d’une pile : la consommation du zinc

A.  Observation

En observant une pile usée et une pile neuve, on constate que l’enveloppe de zinc de la pile usée a des trous et souvent la présence de poudre blanche. Le zinc présent dans la pile neuve a en partie disparue dans la pile usée. On dit que la pile consomme du zinc quand elle fonctionne.

B.  Interprétation

La consommation du zinc dans la pile s’explique par la transformation des atomes de zinc en ions zinc

Équation de la réaction :

$Zn$      $\rightarrow$   $Zn^{2+}$  +  $2e^{-}$

C.  Le fonctionnement d’une pile

Le courant électrique à l’extérieur d’une pile est assuré par $\textbf{une circulation d’électrons}$ qui, provenant de la borne négative (zinc), se déplace dans les fils conducteurs vers la borne positive (le graphite).

Les électrons circulent en sens inverse du sens conventionnel du courant.

III.  EXERCICES D’APPLICATION

$\textbf{Questions de cours :}$

  1. Faire le schéma d’une pile Leclanché.
  2. Donner la nature de l’électrolyte de la pile Leclanché
  3. Écrire l’équation de la réaction traduisant la consommation du zinc dans la pile Leclanché
  4. Répondre par vrai ou faux à chacune des affirmations suivantes :
    1. Les électrons sont libérés par le zinc
    2. Les électrons circulent dans le fil
    3. Les électrons sont retenus par le graphite
    4. Les électrons retournent au zinc à travers l’électrolyte

$\textbf{Exercice}$

Une pile Leclanché consomme 10mg de zinc par minute.

  1. Sachant que la masse d’atome de zinc est de $10^{-22}g$, calculer le nombre d’atome de zinc transformé en une heure.
  2. La masse de zinc dans une pile étant 10 g, calculer le temps théorique de fonctionnement