Etude et réalisation d'autres piles de type Daniell

     T.P

ÉTUDE ET RÉALISATION DES PILES ÉLECTROCHIMIQUES ANALOGUES A LA PILE DANIELL

I/ OBJECTIF :
-Réaliser une pile électrochimique
-Donner son schéma et son symbole
-Écrire l’équation de la réaction associée
-Identifier les pôles de la pile et déduire la réaction possible spontanément
II/ MATÉRIEL :
-4 solutions 1 M de ( Zn SO₄ ; Cu SO₄ ; Pb SO₄ ;FeSO₄).
-4 bèchers
-Des ponts salins ou papier filtre imbibé de KCl ou KNO₃.
-Un voltmètre numérique
-Lames décapées de Cu ; Zn ;Fe et Pb.
-Des fils conducteurs.

• Utilisation du voltmètre numérique :

 Mettre le commutateur en position marche

Sélectionner la fonction voltmètre en courant continu

Choisir Le calibre2V.

brancher les bornes de connexion aux 2 électrodes de la pile

Le voltmètre numérique indique la ddp     Vd-Vg =E avec son signe.

(attendre  1 à 2 minutes pour que l'indication du voltmètre numérique soit stable)

• Les niveaux des liquides dans les deux bèchers doivent être les mêmes

III/ STRATEGIES :
A/ Réaliser la pile P1 avec les couples Zn2+ /Zn  et Pb2+ / Pb
1/- Donner le schéma de cette pile.
-Donner son symbole.
-Écrire l’équation de la réaction associée.
                                              réaliser la pile en plaçant Zn à gauche ou à droite.
2/- Mesurer la f.é.m. E1 de la pile.
-Préciser la polarité des bornes.
-Déduire les équations des demi réactions et l’équation de la réaction qui s'éffectue spontanement dans la pile.
3/- On donne l’expression E = VD – VG.
- on remarquera que si:
E > 0 alors la réaction directe est spontanée et que siE < 0 , la réaction inverse est spontanée.
B/- Réaliser la deuxième pile P2 entre Pb2+ / Pb et Cu2+ / Cu
-Refaire les mêmes étapes.
-Comparer les valeursE1 et E2 des f.é.m. des deux piles P1 et P2.
-Conclure :
C/- Comparer la polarité de Pb dans les deux piles réalisées.
-Conclure :

Symbole :

Zn/  Zn²⁺(1 mol L^-1)//Pb ²⁺(1 mol. L^-1)/ Pb

Symbole :

Pb/  Pb²⁺(1 mol L^-1)// Zn²⁺(1 mol. L^-1)/Zn

Equation chimiqué associée :

  Zn+ Pb²⁺Zn ²⁺+Pb

Equation chimiqué associée :

Pb + Zn²⁺Pb ²⁺+Zn

F.é.m E mesurée

E= V_bd – V_bG = V_Pb  - V_Zn=+ 0,_,63V< 0.

La lame de Plomb est la borne(+)

La lame de Zinc est la borne(-)

F.é.m E mesurée

E= V_bd – V_bG = V_Zn  - V_Pb=- 0,_,63V< 0

La lame de Plomb est la borne(+)

La lame de Zinc est la borne(-)

Réactions aux électrodes .

Pb ²⁺+2e-   Pb Réduction.

Zn Zn ²⁺+2e^-Oxydation

Réactions aux électrodes .

Pb ²⁺  + 2e- Pb Réduction.

Zn Zn ²⁺+2e^- Oxydation

  Autre façon de manipuler rapidement

On utilise un bècher contenant une solution électrolytique(KCl ou KNO3)

placé au centre des 4demi piles

  A l'aide d'un voltmètre on relève successivement les f.é.m des différentes piles réalisées en prenant les demi-piles deux à deux.

Equation chimiqué associée

 Zn + Cu²⁺Zn²⁺+ Cu

Equation chimiqué associée :

Pb + Fe ²⁺Pb ²⁺ + Fe

F.é.m E mesurée

E= V_bd – V_bG = V_Cu  - V_Zn=+ 1.1V>0

F.é.m E mesurée

E= V_bd – V_bG = V_Fe  - V_Pb=- 0,_,31V< 0.

Réactions aux électrodes .

Cu ²⁺+2e- Cu  Réduction.

Zn Zn ²⁺ +2e^-    Oxydation

Réactions aux électrodes .

Pb ²⁺+2e-  Pb       Réduction.

Fe Fe ²⁺+ 2e^-  Oxydation

Réaction qui se produit Spontanément dans la pile.

Zn + Cu ^{2 +}        Zn ²⁺ + Cu

Réaction qui se produit Spontanément dans la pile.

Fe + Pb ^{2 +}        Fe ²⁺ + Pb