Nov 13 2007

Labo: La pile Daniell Cu/Zn …

Publié par le 7:01 dans expériences,oxydo-réduction

En guise d’introduction … Bien que les phénomènes électriques aient été observés dès l’Antiquité (par frottement d’un morceau d’ambre, elektron en grec, sur de la fourrure) ce n’est que vers 1800 que Alessandro Volta (suite aux travaux de Luigi Galvani sur l’électricité animale) réalisa ses premières piles à base de disques métalliques et de solutions salines. Le but de cette manipulation est de réaliser une pile rudimentaire similaire à celles réalisées par Volta. Et en pratique … Partie 1 : Rassemblons le matériel et les produits nécessaires …

  • matériel : voltmètre, ampèremètre, cordons, béchers, électrodes (lames) de cuivre et zinc, tube en U.
  • préparer des solutions CuSO4 et ZnSO4 0,1 mol/L 
  • décaper des lames de cuivre et de zinc
  • préparation d’un pont électrolytique (tube un U)
    • faire bouillir 250 mL d’eau (pour 2 ponts … évidemment tout dépend de la taille de votre pont   😉  );
    • dissoudre dans la solution bouillante 25 g de KNO3 ou KCl;
    • arrêter de chauffer. Dissoudre 5 g d’agar-agar. Agiter.
    • remplir à ras bord les tubes en U avec la solution 10 % en KNO3 et 2 % en agar-agar
    • laisser refroidir;
    • le pont peut être conservé plusieurs jours. Evitez cependant le dessèchement des extrémités.

 Partie 2 : Activités

  • Activité 1 : Nous disposons de cuivre et de zinc sous deux formes : la forme métallique Cu ou Zn et la forme ionique Cu2+et Zn2+. Une réaction est-elle possible entre l’une ou l’autre forme ? Vérifions les différentes possibilités.

 Dans un bécher, on introduit 250 mL de solution CuSO4 ou ZnSO4 et on plonge une tige métallique (cuivre ou zinc). Que se passe-t-il ? Y a-t-il réaction ? La décrire.

pile1.jpg

On constate un dépôt noir de cuivre (amorphe) sur l’électrode de zinc plongée dans la solution de sulfate de cuivre. La réaction est  Zn° + Cu2+  —>  Zn2+ + Cu° . Une telle réaction implique un transfert d’électrons entre un donneur, le Zn° (on l’appellera réducteur) et un accepteur le Cu2+ (on l’appellera oxydant). Et si on détournait ces électrons dans un circuit extérieur ce courant électrique pourrait (peut-être) alimenter un dispositif (lampe, …) ?

  • Activité 2 : Réalisons une pile.

pile2.jpgOn réalise le montage comme sur le schéma ci-contre . On place d’abord un ampèremètre dans le circuit extérieur. Observe-t-on un courant électrique ? La très faible intensité est due à la résistance interne très élevée. Il serait possible avec cette pile de faire fonctionner une montre/calculatrice à affichage digital ou encore une carte musicale. On remplace l’ampèremètre par un voltmètre. On mesure ainsi la tension de la pile (1,1 V). Cette valeur est en accord avec les potentiels normaux des deux couples redox

  • Cu/Cu2+ E°=0,345 V
  • Zn/Zn2+ E°=-0,763 V

pile3.jpg  Et ça donne quoi … en vrai ? Voici une adaptation réalisée par les élèves de 6SA (CESU, Tournai). Le zinc  a été remplacé par du magnésium et le pont électrolytique est constitué d’un tube en U rempli d’une solution concentrée de KCl et bouchée au deux extrémités par de l’ouate. La musique quant à elle   😕   … bof. Mais ça marche   :smile:  .



convert this post to pdf.
Tags: , ,

Déjà une réponse

One Response to “Labo: La pile Daniell Cu/Zn …”

  1. Nobileon 01 Mar 2008 at 4:47

    Bonjour,
    Nous utilisons une petite diode pour mettre en évidence le courant électrique. ça permet aussi de déterminer le sens du courant électrique. Bravo pour ce site très bien fait et source d’idées pour l’enseignant que je suis. Merci

Trackback URI | Comments RSS

Laissez une réponse