Pile de Volta

[inviteba87d5d7]

Salut a tous.
Voilà je dois faire un exposé sur la pile de Volta. En surfant sur le web j'ai trouvé beaucoup d'informations interessantes, mais jamais completes et surtout souvent contradictoires. Je sais que Volta mettait une pièce de cuivre, un drap mouillé avec de l'eau salée (electrolyte) et une pièce de zinc, puis une pièce de cuivre et ainsi de suite. Je n'arrive pas à comprendre les diverses réactions à l'interieur de cette pile. Le Zn devient Zn++ et le Cu, Cu++. Je sais aussi que l'electrolyte joue un rôle dans la réaction. Le zinc et le cuivre perdent quelque ions au contact de l'electrolyte, le zinc en perd d'avantage. Mon prof a également insisté sur l'importance du contacte entre le Cu et le Zn entre chaque "étage de la pile". Et j'avoue que ce point m'est également très flou. Quelqu'un pourrait-il m'aider en m'expliquant le fonctionnement de cete pile ou du moins me mettre sur la voie? Ca serait super de votre part. Bonne soirée. Cyril
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[Jean.Marc]

Bonsoir,
as-tu lu la notice de wikipedia ?
Concernant la chimie, selon les auteurs l'électrolyte était soit de l'eau salée, soit de l'acide sulfurique dilué.
La réaction est surtout la dissolution du zinc à la cathode, avec libération de deux électrons pour chaque atome de zinc ionisé. A l'anode, la réaction avec le cuivre est quasi inexistante, et les ions hydrogène cèdent leur électron supplémentaire pour devenir de l'hydrogène gazeux qui se dégage.
Cet élément produit une tension de l'ordre du volt.
Lorsque plusieurs éléments identiques sont posés l'un sur l'autre pour former une pile, les tensions s'additionnent tandis que le même courant parcourt tous les éléments. L'interface métal-métal, en particulier zinc-cuivre au point de contact entre deux éléments, a une différence de potentiel négligeable ; c'est pourquoi la tension totale de la pile est pratiquement la somme des tensions d'origine électrochimique des éléments.
Ne pas confondre : dans un élément, il n'y a pas contact métal-métal : le courant transite par l'électrolyte, et c'est toute la différence, car à l'interface électrolyte-électrode, se produisent des réactions d'ionisation (plus correctement nommées d'oxydo-réduction) génératrices de tension électrique.

[invitec97c76c4]

Je rajouterai simplement que de la même manière que les electrons conduisent le courant dans les métaux, les ions conduisent le courant dans l'electrolyte (sel = Na+ + Cl- par exemple)
N'oublie pas que si les porteurs de charge négative tournent dans un sens, les porteurs de charge positive se déplacent dans l'autre.
Tu devrais te faire un joli schéma, quand tu arriveras à faire un boucle de courant alors tu aura compris comment ça marche.

[inviteba87d5d7]

Merci de votre aide j'vais voir ce que je peux faire. Bonne soirée. Cyril

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3c65d1b0]

Il me semble qu'il y a plusieurs erreurs dans les réponses. Le zinc perd des électrons, c'est donc une oxydation. Or l'oxydation se produit à l'anode et non à la cathode. Par ailleurs, je ne voie pas coment l'ion H+ peut libérer des électrons ! Au contraire, il en gagne: 2H⁺ + 2e^---> H₂.

[elfiarwen]

L'électrolyte (2H+ + (SO4)2- ou Na+ + Cl- peu importe au final) ne sert normalement qu'à maintenir l'électroneutralité du milieu. Le pont salin dans une pile "classique" libère des cations du côté de la cathode (les cations sont consommés pour donner le métal) et des anions du côté de l'anode (l'anode métallique libère des électrons dans le circuit et des cations dans la solution). Mais il n'intervient pas directement avec des réactions rédox ... H+ n'intervient donc pas directement, du moins il ne figure pas dans l'équation bilan de la pile.

[invite3c65d1b0]

Dans la pile Volta, il y a production d'hydrogène, que l'électrolyte soit acide ou non.
Si la pile est du type Zn/NaCl/Cu, la demi-réaction au niveau de l'électrode de cuivre est 2H₂O + 2e- --> H₂ + 2OH^-. Dans ce cas, les ions H⁺ n'interviennent pas effectivement.
Si la pile est du type Zn/H₂SO₄/Cu, la demi-réaction au niveau de l'électrode de cuivre est: 2H⁺ + 2e- --> H₂. Dans ce cas, les ions H⁺ interviennent, ce qui est logique puisque la solution est acide et que le couple H⁺/H₂ a un potentiel de 0 V alors que le potentiel du couple H₂O/H₂ vaut -0,83 V. Le couple le plus oxydant est celui qui réagit, sauf éventuels problèmes de cinétique, ce qui n'est pas le cas ici.