Questions sur la pile Daniell

[plaxtor]

Honte à moi, jeune spé PSI bien plus doué en math qu'en cette science empirique qu'est la mystérieuse chimie mais j'ai quelques interrogations concernant la pile Daniell, je compte sur votre expérience pour me répondre simplement :

- A quoi sert le pont salin ? Enfin je sais qu'il sert à rééquilibrer les charges entre les deux solutions (bah oui faut pas rêver les électrons peuvnt pas tous se barrer chez le Cu incognito sinon).
Mais pourquoi on fous pas les deux électrodes dans la même solution, je comprends pas ce qui empêche au système de fonctionner.. ? en quoi ce pont est-il nécessaire de séparer les deux bornes ?

Pourquoi les ions Zn(2+) ne vont pas grimper sur le pont salin ? Idem pour les ions sulfates (bon à la limite on s'en fiche d'eux).
Il risque pas de se vider le pont salin lui aussi ? Parce que si on fait le bilan tout le monde le fuit.

J'ai lu que si on mettait un fil électrique à la place, ça faisait deux pile en série mais je n'ai pas bien compris. C'est parce que le fil est en cuivre ? Dans ces cas là on retombe sur la cas "pas de pont salin".

Si à la place de l'électrode de Cu on mettait de la poudre de cuivre et on mettait directement le fil dans la solution ? ça marcherait aussi ? Avec Zn je pense pas car c'est le lieu de départ des électrons et la surface n'est pas bien définie (ai-je raison ?)

Je connais toutes les notions nécessaires pour la compréhension du problème, mais ce genre de questions sont trop facilement éludé par les profs. J'ai étudié l'oxydoréduction, la thermochimie etc donc n'hésitez pas à employer des termes scientifiques ! Enfin j'ai pas 3 ans quoi

Merci de vos réponses !
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[pierre.jouenne53]

Bonsoir !

Pour la première question, si tu as les deux électrodes dans le même récipient, il y a deux possibilités:
- Tu laisses les deux couples rédox dans leurs deux récipients et il ne se passe rien.
- Tu mets tout dans le même récipient et on voit mal ce qui va motiver les électrons à faire fonctionner ta pile...

Pour la deuxième question, tu as une belle explication ici : http://forums.futura-sciences.com/ch...ont-salin.html

Pour la troisième question, je ne sais pas. Peut-être le fil jouerait-il le rôle de deux piles intermédiaires (dans chaque bécher) s'il a une espèce appartenant à un couple rédox dont le potentiel est compris entre celui du cuivre et du zinc.

Pour la dernière question, je suis d'accord avec toi.

@+

Pierre.

PS : ne te plains pas sur la chimie comme discipline empirique. Si tu savais ce qu'on voit en médecine !

[pierre.jouenne53]

Pour que la pile soit utilisable, il faut forcer un flux d'électrons à travers un fil électrique. Ce flux aura lieu si tu imposes aux électrons le chemin à suivre pour passer d'une espèce ayant peu d'affinité pour eux (le zinc) à une espèce en ayant beaucoup plus (le cuivre). Le pont salin permet un déplacement de charges pour compenser les mouvements d'électrons. Sans cela, il y aurait une accumulation de charges positives du côté du zinc et une forte baisse de charges positives du côté du cuivre. Ceci bloquerait la pile. A la place de cela, on permet aux ions spectateurs de charge positive de combler leur déficit du côté cuivre, et vice versa pour les ions négatifs.

Mais si tu mélanges cuivre II et zinc, les transferts d'électrons vont se faire directement entre les deux espèces, sans passer par le fil entre les électrodes.

Si tu laisses le cuivre II dans un bécher, le zinc dans un autre, avec un pont salin, et que tu mets les deux électrodes dans le même bécher, les électrons ne vont pas passer non plus, puisqu'ils ont besoin de changer de bécher pour rejoindre le cuivre et que le seul chemin possible, c'est le fil électrique entre les électrodes.

Voilà !

[plaxtor]

Merci pour ta réponse, le pont salin c'est globalement ce que je m'imaginais donc je suis pas trop loin finalement.
Pour la solution je voulais "tout" mettre à baigner dans une solution de zinc, cuivre et sulfate, avec l'électrode de zinc d'un côté et celle de cuivre de l'autre.
Je me dis quand même que c'est "plus facile" pour un atome de zinc de perdre son électron et de l'envoyer chez le cuivre par le biais du fil et la solution reste constamment neutre que de passer par un pont salin qui doit quand même ralentir le truc. Si on fait un mini pont salin ou un big pont salin ça doit pas faire exactement la même chose, ya une espèce de résistance fictive je pense..

Après rien empêche à la réaction d'oxydoréduction de s'opérer directement au contact de l'anode de Zinc, auquel cas on devrait voir aussi apparaitre des cristaux de cuivre en dessous de la plaque de Zinc. Du coup seul une partie de l'énergie de réaction "transitera" par le fil.

Corrigez moi si je dis des âneries..

EDIT: Je viens de voir ta réponse, es-tu sûr que rien de passera par le fil? Si le fil n'est pas résistif je me demande si ce n'est pas presque plus rapide ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[pierre.jouenne53]

C'est-à-dire que les ions Cu2+ sont en solution pour réagir avec Zn. Il me paraitrait plus logique qu'ils ne passent pas par l'intermédiaire du fil sachant qu'il sont directement en contact. Peut-être qu'une partie passerait par le fil, mais je pense que ce serait vraiment négligeable.
Aussi, il faut se rappeler que généralement, tu ne vas pas mettre qu'un fil dans ta pile. Elle va forcément servir à quelque chose, et la résistance serait encore augmentée. Donc je pense que ton cas ne se passerait pas en vrai.

[plaxtor]

Oui je suis ton raisonnement. D'un côté le pont salin créé sûrement lui aussi une résistance, et au contraire je ne pense pas que la réaction soit si rapide au contact de l'anode, enfin je sais pas...
Je clarifierai tout cas demain avec mon prof de physique demain, je te dirai ce qu'il m'a dit ! Ça doit pas être si simple, finalement la réaction à 2 chemins, pour moi celle du fil n'a quasi aucune résistance tandis que celle au contact de l'anode est quand même non négligéable, avec les couches de Helmoltz etc...
Chimie quand tu nous tiens...

[plaxtor]

Bon il m'a répondu à demi-mot que seul l’expérience permettrait de mettre en évidence l'efficacité (ou non) de la pile à une seule solution. Si des gens ont déjà essayé ça serait sympa de partager leurs résultats d’expérience