Une pile électrochimique est le siège d'une réaction d'oxydoréduction spontanée (c'est à dire naturelle) entre deux couples redox. Elle permet la conversion de l'
Comment ça marche ? La pile est composée de deux électrodes – un pôle positif (ou cathode) et un pôle négatif (ou anode) – plongées dans une solution faisant office de conducteur. Lorsque ces électrodes sont reliées par un fil conducteur à un consommateur électrique, une ampoule par exemple, cela ferme le circuit.
Pour fabriquer une pile électrochimique, il suffit d'immerger deux métaux différents dans des électrolytes contenant leurs propres ions Mn+ , et relier ces deux électrolytes par un pont salin.
Électrodes pour les piles
La réaction redox de la pile se déroule par moitié à chacune, qui sont le siège d'une réaction spontanée : l'une est le siège de la réaction de réduction, c'est la cathode (pôle + de la pile) ; l'autre est le siège de la réaction d'oxydation, c'est l'anode (pôle – de la pile).
L'appareil réagit
L'électrolyte oxyde le zinc alimenté de l'anode. Le mélange de dioxyde de manganèse et de carbone de la cathode réagit avec le zinc oxydé pour produire de l'électricité.
Vous êtes sûr d'avoir bien senti ? Si vous touchez les deux côtés d'une pile (+ et -), une petite quantité de courant circule dans votre corps. Mais l'électricité est très faible (beaucoup plus faible que l'électricité du réseau) et en plus vous n'avez pas de conducteurs électriques dans votre corps.
La différence entre piles et batteries est la suivante : Une pile est une unité unique qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique. Une batterie est un ensemble de piles qui convertissent l'énergie chimique en énergie électrique.
Une pile est un appareil qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique. C'est un moyen pratique de stocker l'énergie, car il ne perd pas d'énergie au fil du temps, c'est pourquoi elle est largement utilisée, notamment dans les appareils électroménagers.
Une pile convertit de l'énergie chimique en énergie électrique, qu'elle fournit à un circuit extérieur branché entre ses deux électrodes. Une réaction électrochimique a lieu à la borne négative : c'est une oxydation. Les électrons sont cédés par le réducteur métallique et sont transférés dans le circuit extérieur.
La mesure de la tension aux bornes de la pile permet de trouver sa polarité. Lorsque la pile ne fournit pas de courant, cette tension est appelée tension à vide. Le pont salin (composé d'une solution aqueuse ionique gélifiée) relie les deux demi-piles et permet d'assurer la circulation du courant dans la pile.
Fonctionnement d'une pile
L'électrode siège d'une oxydation est appelée l'anode. Les électrons circulent à l'extérieur de la pile de la borne – de la pile vers la borne + de la pile. Le courant électrique circule dans le sens opposé des électrons : du pôle + au pôle -.
A La pile électrochimique
Elle permet de transformer de l'énergie chimique en énergie électrique. exemple Ci-contre, l'électrode de cuivre constitue la borne + de la pile et l'électrode de zinc constitue la borne –. Du zinc disparaît et des ions Zn2+ apparaissent.
Car, même lorsqu'elle n'est pas utilisée, la pile est un objet ou de nombreuses réactions chimiques vont se produire. Elles génèrent naturellement un phénomène d'autodécharge, ce qui va dégrader ses capacités au fil du temps. Les piles auront donc tendance à durer moins longtemps après un certain moment.
Le symbole électrique d'une pile est constitué de deux droites verticales. L'une des lignes est plus longue et plus mince que l'autre. Chaque ligne représente une borne différente de la pile. La ligne longue et mince représente la borne positive, et la ligne courte et épaisse représente la borne négative.
Avantages et inconvénients des piles et accumulateurs
– Elles conservent une bonne capacité de charge au repos. Inconvénients : – Les piles s'avèrent onéreuses sur le long terme puisqu'il faut les jeter après utilisation. – Elles sont moins écologiques que les accumulateurs, sauf lorsqu'elles sont bien recyclées.
Comme une pile, ces derniers sont constitués de deux électrodes, l'une oxydante (par exemple plomb), l'autre réductrice (oxyde de plomb) trempant dans un électrolyte (acide sulfurique et eau). Leur différentiel électrochimique peut ainsi être déchargé sous forme d'un courant continu dans un circuit extérieur.
Il faut toujours brancher la borne positive (+), puis, la borne négative (-). Ne pas laisser le contact pour éviter les arcs. La borne positive est toujours plus épaisse que la borne négative.
Une pile dispose toujours de deux pôles. Un pôle est marqué (+) ou positif, tandis que l'autre est marqué (-) ou négatif. Dans les piles normales comme pour les lampes de poche, AA, C ou D, les pôles sont situés sur les extrémités.
Les électrons sont libérés dans le circuit électrique par la borne – qui est reliée électriquement au zinc. L'électrolyte est du chlorure d'ammonium . Afin que la pile ne coule pas, il se présente sous la forme d'un gel. Cet électrolyte est un sel, d'où le nom de pile saline.
Volta conçoit ainsi une colonne, pila en latin, constituée de plusieurs couples de disques de zinc et de cuivre, séparés par un tissu imbibé d'eau salée ou d'acide sulfurique. La première pile comporte environ 600 disques et mesure presque 1,5 m.
La plupart des piles des ponts modernes sont en béton armé, ou en béton précontraint pour les plus grands ouvrages. Deux types de formes sont principalement rencontrées : les colonnes ou les voiles. Chaque appui peut être composé d'un ou plusieurs voiles ou colonnes.