Relation entre l'oxydoreduction et l'electricité

[taylorjean]

Bonjour, aprés avoir compris l'oxydoreduction et son role dans une pile (pile daniel) je me suis posé quelques questions:
- prennons l'example d'une pile 1.5 v reliée a une lampe classique avec un fil de cuivre
- comment l'oxydoreduction a l'interieur de la pile peut elle créer de l'electricité pour allumer cette lampe
- estque c'est la tension ou l'intensité qui allume la lampe
- s'il vous plait allez dans les details vraiment au niveau de l'electron pour expliquer la reaction entre les fils de cuivre et la lampe et la relation avec les definition du volt et de l'ampere
- En resumé je voudrais apres avoir compris l'oxydoreduction comprendre l'electricité je sais que c'est une longue question mais j'ai cherché pendant pluisuirs jours sans rien trouvé sur l'internet si vous pouvez m'aider avec quelques sources
-Merci
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[moco]

Bonjour,
Dans une pile, l'anode crée des électrons qu'elle envoie traverser un fil métallique jusqu'à l'autre électrode. En chemin ces électrons traversent le fil d'une ampoule électrique. Ils y perdent peu à peu leur énergie, et ressortent sans énergie vers la cathode où ils sont consommés. Dans une pile Daniell, c'est une feuille ou une tige de métal zinc qui crée des électrons. On dirait que l'atome de zinc a envie de perdre ses électrons, deux électrons par atome et qu'il cherche à devenir un ion Zn2+. Les deux électrons perdus sont transmis au fil extérieur, et l'ion Zn2+ ainsi formé passe en solution. Parce que bien entendu, il faut que la plaque de zinc trempe dans de l'eau. Donc peu à peu, la plaque de zinc émet des électrons dans le circuit extérieur, et elle s'use. Il y a de moins en moins de métal zinc. Le zinc s'oxyde en devant Zn2+. Et même si l'anode n'est pas en zinc, il y a toujours une oxydation à l'anode, et une émission d'électrons dirigés vers un circuit extérieur.
Sur l'autre plaque, donc sur la cathode, c'est le contraire. Le cuivre n'a aucuneenvie de perdre ses électrons, comme le zinc. La cathode est faite d'une plaque de cuivre trempant dans une solution de sulfate de cuivre, donc contenant des ions cuivre Cu2+ qui sont de couleur bleue. Les électrons envoyés par l'anode de zinc arrivent sur le cuivre et produisent l'effet inverse. Ils attirent les ions Cu2+ et les déchargent. Il se forme donc des atomes neutres de cuivre, qui est du métal. La plaque devient de plus en plus épaisse, à cause du cuivre métallique qui s'y dépose peu à peu. Et il y a de moins en moins de ions Cu2+ en solution. La solution se décolore. Les ions Cu2+ sont réduits en métal Cu. Il y a donc une réduction à la cathode. Et cela reste vrai, même si la cathode n'est pas en cuivre. Les électrons qui y parviennent sont détruits et neutralisent des ions positifs, comme Cu2+.

Venons-en aux volts et ampères. Dans une pile Daniell, le zinc émet des électrons qui ont une certaine énergie, qui se mesure en Joule par électron, ce qu'on appelle un volt. Plus une pile est forte, plus les électrons qu'elle émet sont énergiques. Une pile Daniel donne des électrons de 1.1 Volt. Les piles au zinc-manganèse donnent des électrons de 1.5 V. Les piles au lithium donnent des électrons de 3 V. Ce sont les plus fortes qui existent. Les électrons émis perdent leur énergie en traversant une ampoule électrique, un moteur ou un corps de chauffe. On dit souvent qu'une pile a une "tension" de 1, 2 ou 3 V, quand on sait que ses électrons ont une énergie de 1, 2 ou 3 Volts.

Les ampères sont le nombre d'électrons qui quittent une pile par seconde, quelle que soit leur énergie individuelle. Plus exactement, si une mole d'électrons passe par seconde dans le circuit, cela correspondant à un courant de 96500 Ampères. 1 Ampère c'est 1/96500 mole d'électrons par seconde. Une pile fournit toujours le même nombre de volts. Mais elle peut donner plus ou moins d'électrons par seconde, donc plus ou moins d'ampères, selon la résistance du circuit. Plus le circuit est résistant, plus le courant est faible. Le courant se mesure en ampères.

[taylorjean]

Merci pour cette reponse ,je voudrais que vous m'aidez a comprendre la ligne suivante : le zinc émet des électrons qui ont une certaine énergie
Qu’est cette énergie , est - elle de la vitesse ? parceque je pensais que tous les electrons avaient la meme charge c'est une des chosses que je n'ai pas compris dans l'electricité cette notion d'energie aux electrons Merci

[taylorjean]

Pour étre précis je trouve que l'intensité est facilement expliquée partout au niveau physique comme un débit d'electron mais pour la tension il y'a toujours cette idée vague d'energie sans vraiment rentré dans les details physique de par exemple : qu'elle est cette énergie , comment la pile fournie de l'energie aux electrons etc,

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Bonjour, la tension en électricité est analogue à la pression en hydraulique. C'est une mesure de qualité, et non de quantité. Une pile est analogue à une pompe en hydraulique. Une pompe peut prélever de l'eau en plaine et la monter à une certaine altitude. C'est comme une pile qui prend des électrons et les monte à une certaine tension. Si la pompe monte un litre d'eau à 10 mètres de haut, elle devra fournir une certaine énergie (= mgh). Si une meilleure pompe refoule ce litre 10 fois plus haut, elle devra fournir dix fois plus d'énergie. C'est pareil pour une pile. Un couplage Zn-Cu est comme une pompe qui peut "élever" des électrons à un niveau de 1.1 V. S'il y a beaucoup de zinc, elle peut élever beaucoup d'électrons à 1.1 V. Les dits électrons, en parcourant le circuit extérieur feront comme l'eau qui actionne des turbines en redescendant. Ils perdront peu à peu leur tension, leurs volts, et feront tourner un moteur.
On peut aussi faire l'analogie avec les gaz comprimés. Un gaz comprimé par un piston dans une seringue possède de l'énergie qu'il peut libérer si on supprime la force qui retient le piston. C'est pareil pour la pile. Le zinc est comme un compresseur qui pousse les électrons à aller ailleurs. Il les pousse avec une force de 1.1 V quand il est opposé au cuivre. Le lithium est un compresseur bien plus fort. Il peut pousser (ou compresser) ses électrons jusqu'à 3 Volt.
Mais pour que le zinc et le lithium puisse chasser ses électrons, il faut qu'il y ait quelque part un comparse qui les accepte. Cela peut être le cuivre ou le manganèse.
Comprends-tu mieux ?

[taylorjean]

Oui merci pour vos éclaircissements

[Louvillor]

En fait pour résumer tout simplement, c'est le transfert d'électrons lors d'une oxydoréduction qui crée un courant électrique en se "promenant" d'atomes en atomes.
Cela a bien été expliqué précédemment.
Bien cdt,

[moco]

Bonsoir,
Non. Les électrons ne se promènent pas d'atomes à atomes. Ils passent de l'endroit où ils sont émis (l'anode) vers un endroit qui les attire et où ils sont captés (la cathode)