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Electrolyse - Accumulateur



  1. #1
    Mosquito

    Electrolyse - Accumulateur


    ------

    Bien le bonjour tout le monde je suis nouveau ici et j'ai lu les règles j'espère pouvoir les respecter...

    Voila un exercice que j'ai trouvé dans mon livre pour m'entrainer et j'epprouve quelques difficultés. Je pense pas le faire d'un coup mais je suivrai sans doute le chemin parcouru dans ce topic!

    Alors voila l'énoncé:

    5 heures est la durée de charge d'un accumulateur au plomb. La tension de charge est de 2,5V et l'intensité est de 1,0A.
    Lors de sa décharge, l'accumulateur délivre un courant de 50mA et la tension à ses bornes vaut U=1,8V.
    Le rendement électrique de l'accumulateur vaut 85% de la quantité d'électricité consommée lors de sa charge.
    Sa fem est de 2,0V.

    1) Déterminer la durée de fonctionnement de l'accumulateur en générateur.
    2) Déterminer la résistance interne de ce générateur.
    3)a) Rappeler la relation lian W, l'énergie électrique et les grandeurs U, I et t.
    b) Calculer l'énergie électrique Wc consommée lors de la charge et l'énergie électrique Wd débitée lors de la décharge.

    Donc voila 4 questions qui me posent quelques problèmes... Explication:

    1) La j'ai beau cherché je ne trouve pas si quelqu'un peut m'aider

    2) U = E - r*I <--> r = <--> r = 4 ohms

    3)a) J'ai trouvé sur internet: W = U*I*(delta)t
    Maintenant si vous savez comment je peux la trouver... Merci de m'aider

    b) Je trouve:
    Wc = 2,5*1,0*18000 = 4.5.104J
    Wd = 1,8*50.10-3*15300 = 6.9.108J

    Merci de bien vouloir m'aider
    La suite étant plus basé sur la chimie je ferai appel a vous au cas ou... Merci de bien vouloir m'aider pour ces questions!

    Bonne soirée

    -----

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  3. #2
    Nox

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Bonsoir,

    Même si tout ça est plutôt loin pour moi je vais essayer de t'aider.
    Pour la question 1 tu dois connaitre la formule Q = I * delta t. Tu peux donc en déduire la charge de ton accu après son temps de charge. Connaissant le rendement tu en déduis la charge qu'il va donc redistribuer quand il fonctionne en générateur. Comme tu connais son courant de sortie tu calcules donc la durée totale de fonctionnement en générateur de ton accu.
    Pour la question 3, il suffit de savoir que l'énergie W c'est la puissance * le temps. Or la puissance électrique c'est U*I donc tu retoruves bien la formule W=U*I*t (pour t'en souvenir dis toi que PT c'est de l'energie (péter c'est de l'énergie)) Enfin ça vaut ce que ça vaut mais c'est comme ça qque je retiens ...

    Mes indications méritent tout de même confirmation car j'ai quelques doutes ...

    Cordialement,

    Nox
    Nox, ancien contributeur des forums de maths et de chimie.

  4. #3
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Ok donc pour la question 1 trouves tu 85 heures?
    Merci

    De même on me demande le rendement énergétique:

    RW =

    Je trouve 0,6 mais il n'y a pas d'unité...
    A quoi correspond ce rendement? Et d'après toi est-il juste?

    Merci et bonne soirée

  5. #4
    Nox

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Rebonsoir,

    je n'ai pas eu le temps de faire tes valeurs numériques mais ce que tu dis semble réalisable compte tenu de la différence entr ele courant fourni et le courant cédé.
    Concernant le rendement énergétique, comme tous les rendements il est effectiveemnt sans unité. Il correspond au pourcentage d'énergie que tu vas effectivement fournir par rapport à l'énergie consommée. Il faut savoir que les rendements sont généralemtn compruis entre 40% et 70% dans tous les cas qu'on étudie en lycée (je sais c'est pas bien de généraliser comme ça mais si un jour tu toruves un rendement de 2% ou de 90% c'est louche...). Par exemple si tu synthésises de l'aspirine ou du paracétamol attends toi à un rendement de lm'ordre de 35-40% il me semble. J'espère que maintenant la notion de rendement représentes plus qqch pour toi qu'avant. Je dirais donc que ton rendement est possible.

    Cordialement,

    Nox

    PS si tu as des précisions à demander n'hesites pas
    PS2 si qqun pouvais confirmer ou infirmer mes propos ce serait sympa svp merci d'avance
    Nox, ancien contributeur des forums de maths et de chimie.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    En fait mon rendement énergétique vaut 60% si j'ai bien compris?

    Merci

  8. #6
    Nox

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Tu as bien compris ! en fait 0.6 ou 60/100 c'est la même chose sauf que 60% ça permet mieux de comprendre ...

    Cordialement,

    Nox
    Nox, ancien contributeur des forums de maths et de chimie.

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  10. #7
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Bonsoir j'en profite pour poster quelques autres petites questions

    J'essairai bien sûr de donner mon point de vu comme le veutlent les règles du forum que je tente bien respecter!

    Dans un modèle simple, la chaîne électrochimique de l'accumulateur peut être symbolisée comme suit:

    (-) Pb/PbSO4/2H+ + SO42-/PbSO4/PbO2/Pb (+)

    Le plomb du pôle + ne sert que de collecteur de courant; il n'intervient pas dans la réaction d'électrode.

    1) Déterminer les couples oxydant/réducteur en jeu lors de la décharge.

    J'ai trouvé PbSO4/Pb et PbO2/PbSO4


    2) Ecrire les equations des réactions d'électrode, puis celle de la réaction globale de décharge.

    PbSO4+2e-=Pb+SO42-
    et PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O

    Ainsi j'obtiens (sans en être sûr):
    2PbSO4+2H2O --> Pb+2SO42-+PbO2+4H+

    Mais bon je reste perplexe!


    3)Dresser le tableau descriptif de l'évolution du système chimique a la cathode, au cours de la décharge

    La comme je ne suis pas sûr de la question précédente j'attends une validation ou une correction de votre part

    Cathode pôle (-) donc ca serait la réaction du couple PbSO4/Pb ???
    Merci de l'explication


    4) Donner la relation entre Qd, la quantité d'électricité débitée lors de la décharge, et la masse totale mPb de plomb Pb transformé dans le même temps

    Données M(Pb) = 207,2g.mol-1

    Alors la honnetement je vois pas j'ai réellement besoin d'aide

    Merci encore par avance de vos réponses et je vous souhaites a tous une bonne soirée

  11. #8
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Personne pour une petite aide?

    Merci bien

  12. #9
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    J'ai lu vite fait, ta question 2 est fausse... Tu écris deux demi-équations de réduction... Et l'oxydation à l'anode ??

  13. #10
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Merci benjy_star mais bon la je ne vois pas du tout si tu pouvais me guider en me disant si déja les couples oxydant réducteur sont bons et si oui m'aider pour l'équation d'oxydation!

    Merci

  14. #11
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Effectivement, je risque de dire une bêtise, mais pour les couple j'aurais mis :

    anode : Pb2+/Pb
    cathode : Pb2+/PbO2

    Après, la suite, ça devrait aller mieux...

  15. #12
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Merci benjy_star mais d'ou viennent les Pb2+ sachant qu'au début on a que :

    (-) Pb/PbSO4/2H+ + SO42-/PbSO4/PbO2/Pb (+)

    ???
    Merci si tu peux éclairer ma lanterne

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  17. #13
    Nox

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Bonjour,

    Désolé je n'ia pas eu le temps de relire mon ocurs d'électrolyse donc je ne veux pas prendre le risque de dire des bétises donc je ne peux rien te dire quant à tes réponses. Cependant pour la dernière question pense à la relation Q=n*F avec F le faraday (96500C/mol il me semble) Je pense que tu peux toruver la quantité de matière de plomb transformé et en déduire la masse correspondante avec la masse molaire du plomb.

    Cordialement,

    Nox
    Nox, ancien contributeur des forums de maths et de chimie.

  18. #14
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Merci pour la relation Nox

    Par contre pour benjy_star je ne comprend toujours pas...
    Si il pouvait revenir par ici et m'expliquer ca serait fort gentil

  19. #15
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Salut !

    PbSO4 équivaut à Pb2+ + SO42-, c'est pour ça...

  20. #16
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Voila comment certaines choses peuvent s'éclaircir d'un coup

    Merci beaucoup...
    Je reposte si besoin!
    Bonne soirée

  21. #17
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Bon et bien la je dois bien dire que je reste perplexe benjy_star, tu dis:

    anode : Pb2+/Pb
    cathode : Pb2+/PbO2

    J'en déduis donc:
    Pb2+ + 2e- = Pb
    Pb2+ + 2H2O = PbO2 + 4H+ +2e-

    Donc j'obtiens comme réaction globale:
    2Pb2+ + 2H2O = Pb + PbO2 + 4H+

    Est-ce juste?


    Maintenant j'ai un autre problème moindre je l'avoue mais il me trotte dans la tête :

    6) "Cet accumulateur se décharge maintenant dans un électrolyseur contenant 100mL d'une solution acqueuse de nitrate d'argent (Ag+ + NO3-) de concentration de soluté apporté 0,10 mol.L^-1"

    Ma question est "Cet accumulateur qui se décharge" dans cette nouvelle electrolyse l'accumulateur agit comme un générateur?

    De plus les deux bornes de l'électrolyseur sont constitués de lames d'argent. Au cours du processus une des lames voit sa taille augmenter.

    Ma question est quelle est la nature de cette éectrode et autre question non demandée: la réaction de cette électrode s'exprime par quoi? (eh oui comme j'ai du mal avec celle d'avant si vous pouviez me donner celle-ci afin que je me familiarise mieu avec ce genre d'electrolyse)

    Je rappel que je fais cet exercice durant mes vacances car c'est un 3 étoiles et les exemples du cours ne sont pas très approfondis...

    Merci et bravo à celui qui saura m'aider

  22. #18
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Salut !

    Commençons par le début : à l'anode, tu as une oxydation, et à la cathode, une réduction.

    Donc dès le début, c'est faux !

    Attention, c'est quelque chose que tu dois absolument savoir par coeur !!

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  24. #19
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    J'ai toujours pour habitude d'écrire les réactions de droite a gauche ( <--- ) la j'ai mis des signes =

    Donc il y a bien oxydation et réduction

    Maintenant que j'ai compris cela, ca serait sympa si quelqu'un pouvait me guider pour les 2 questions que j'ai posé

    Merci d'avance

  25. #20
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    J'ai toujours pour habitude d'écrire les réactions de droite a gauche ( <--- ) la j'ai mis des signes =
    Ben je pense que c'est une habitude à perdre. Ici, la réaction est totale dans ces conditions, donc le signe "=" n'est pas justifié.

    Ma question est "Cet accumulateur qui se décharge" dans cette nouvelle electrolyse l'accumulateur agit comme un générateur?
    Oui oui, qu'est-ce qui te fait douter ? Le mot "accumulateur" ?

    Ma question est quelle est la nature de cette éectrode
    Heu... il faut dire si c'est l'anode ou la cathode, c'est ça ta question ?

    la réaction de cette électrode s'exprime par quoi?
    Je ne comprends pas cette question.

    Je rappel que je fais cet exercice durant mes vacances car c'est un 3 étoiles et les exemples du cours ne sont pas très approfondis...
    C'est un exercice terminales S ?

  26. #21
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Ok je retiendrai pour l'habitude a ne pas prendre!

    Oui c'était le mot accumulateur qui me faisait douter mais c'est bien ce que je pensais donc c'est bon.

    Je ne sais pas exactement quoi répondre car la question est: Quelle est la nature de cette électrode?
    Je ne sais pas si il faut donner la nature chimique de cette électrode ou si il faut dire si c'est l'anode ou la cathode

    L'autre question est: Ecrire l'equation de la réaction d'électrode.

    Oui il s'agit d'un exercice de Terminale S

    Maintenant en relisant je pense plutôt qu'il faut dire s'il s'agit de l'anode ou de la cathode
    A moins que? ...
    Si tu pouvais me donner la réaction d'électrode ca sera cool

    Les autres questions sont faisables donc je ne vous embeterai pas plus longtemps. Merci encore pour tout ce que vous faites!


  27. #22
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Puis-je utiliser cette image:



    En disant que l'objet a recouvrir c'est la cathode

    et l'equation de l'électrode c'est:
    Ag+ + e- --> Ag (s)

    Je pense que c'est cela mais j'aimerai avoir confirmation!
    Voila merci d'avance

  28. #23
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    L'autre question est: Ecrire l'equation de la réaction d'électrode.
    Pas bien français tout ça...

    Maintenant en relisant je pense plutôt qu'il faut dire s'il s'agit de l'anode ou de la cathode
    A vrai dire, je pense aussi que c'est ça.

    Si tu pouvais me donner la réaction d'électrode ca sera cool
    Heu... c'est quoi une réaction d'électrode ?

  29. #24
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    La réaction d'électrode est la réaction qui se produit a l'anode ou à la cathode (ici la cathode)

    et puis pour te citer:
    L'autre question est: Ecrire l'equation de la réaction d'électrode.
    Pas bien français tout ça...
    Je ne vois pas où est l'erreur
    Merci et bonne soirée

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  31. #25
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    anode = oxydation et cathode = réduction, c'est ce que tu voulais savoir ?

  32. #26
    Mosquito

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Non non ca je le sais... Merci

    mais je voulais savoir si ma réponse:

    Ag+ + e- --> Ag

    était juste! C'est tout

  33. #27
    invite19431173

    Re : Electrolyse - Accumulateur

    Allo ici la lune, je vien enfin de comprendre votre message !

    Oui, réduction à la cathode, dépôt d'argent !

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