Prévision de fonctionnement d'une pile par Qr,i et K

Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale

À retenir

• Sens spontané de fonctionnement imposé par la comparaison de Q_r,i à K. • Évolution pendant le débit : les réactifs sont consommés, les produits formés Q_r augmente. • Pile à plat Équilibre chimique atteint : Q_r = K E = 0 V. • Une pile commerciale neuve est toujours conçue pour que Q_r,i K.

Le cours

Thermodynamique du fonctionnement d'une pile Le fonctionnement d'une pile repose sur une transformation chimique spontanée. Pour déterminer le sens dans lequel la réaction se produit lorsque l'on ferme le circuit : 1. On écrit l'équation d'oxydoréduction associée au schéma de la pile. 2. On calcule le quotient de réaction initial Q_r,i à partir des concentrations réelles dans chaque demi-pile. 3. On compare Q_r,i à la constante d'équilibre K : - Si Q_r,i sens direct. - Si Q_r,i > K : la réaction s'effectue spontanément dans le sens inverse. Au cours de la décharge, Q_r(t) augmente progressivement vers K. Lorsque le système atteint l'équilibre (Q_r = K), la tension à vide s'annule (E = 0) : la pile est usée (à plat).

Dans ce chapitre

• Couples oxydant-réducteur et transfert d'électrons
• Demi-équations électroniques et équation d'oxydoréduction
• Rôle du pont salin ou de la paroi poreuse
• Constitution d'une pile électrochimique
• Polarité des électrodes : anode et cathode
• Sens de circulation des porteurs de charge
• Tension à vide et polarité spontanée d'une pile
• Prévision de fonctionnement d'une pile par Qr,i et K
• Quantité d'électricité Q débitée par une pile
• Constante de Faraday F et quantité d'électrons échangés
• Capacité électrique maximale et durée de vie d'une pile
• Transformation forcée : principe de l'électrolyse
• Applications industrielles de l'électrolyse
• Bilan : Synthèse et méthode sur les piles et l'électrolyse