Chimie

Sommaire , page 1/1
 Contenu : Quelques montages et exercices sur le thème des piles et batteries.
 Niveau : BEP et Bac Pro.
 Objectifs : Réaliser des piles et, grâce au classement électrochimique des métaux, en déterminer les
pôles, prévoir le sens de circulation des électrons, écrire les principales réactions aux électrodes, aborder
le problème de la polarisation ; connaître les différences entre pile et accumulateur.
 Sommaire.
 On pourra tester les connaissances suivantes :
- décrire une pile et reconnaître une attaque,
- lire un instrument de mesure, rendre compte d’un phénomène,
- réaliser un montage électrique, des piles, des mesures,
- repérer la polarité des électrodes,
- mesurer une tension,
- définir un électrolyte,
- expliquer le passage du courant électrique,
- expliquer la relation tension-classement électrochimique,
- respecter la polarité d’un récepteur,
- prévoir la polarité des électrodes.
chimie
PILES.
titre
thème
contenu
fichier
Ko
Piles.
c’est la page que
tu lis.
sommaire
pile 10
44
La face cachée des piles
une page prof.
fiche de conseils
pile 11
471
Qu’est-ce qu’une pile ?
une page prof.
liste du matériel
pile 12
35
Qu’est-ce qu’une pile ?
trois pages élève.
fiche T.P.
pile 13
172
Polarisation d’une pile.
une page élève.
fiche T.P.
pile 14
83
Contrôle.
une page élève.
contrôle à compléter.
pile 15
196
Qu’est-ce qu’une pile
rechargeable ?
une page élève.
fiche T.P.
pile 16
75
La classique batterie de
voiture.
une page élève.
exercice ayant comme
support un texte
scientifique.
pile 17
107
Pourquoi le mot « pile » ?
une page élève
la pile historique de Volta ;
exercice
pile 18
299

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chimie
 Classes concernées : B.E.P. et Bac. Pro.
 Place de la séquence.
Points abordés en amont : effets du courant électrique, utilisation du voltmètre, sens conventionnel du
courant électrique et des électrons, classement électrochimique des métaux.
La séquence suivante sera consacrée à la corrosion électrochimique.
 Quelques « trucs » et conseils.
 Les intensités fournies par les piles expérimentales sont très faibles, on pourra utiliser comme
récepteurs des diodes L.E.D. ; cependant, l’effet lumineux est bref. Il faudra éviter de travailler en plein
soleil (c’est statistiquement faisable vers Charleville) de façon à obtenir un éclairement significatif. La
polarité de la diode permet de vérifier l’acquisition de certains points d’électricité.
 La diode peut être installée sur «domino » et socle en bois (voir figure 1). L’ensemble a un prix de
revient très modeste. Un petit réflecteur peut s’adapter sur la diode. Un fond de papier noir est conseillé.
 Notons au passage que le yaourt fournit un bon électrolyte (beûrrk !). De petits supports ou des pinces
à linge permettent de stabiliser les électrodes (voir figures 2 et 3).
 Les électrodes sont récupérées (sauf celles de magnésium) : fil de cuivre de section supérieure à
4 mm², gaines de plomb d’anciens câbles électriques, «étain » des capsules de bouteille de bon vin
(abus dangereux), charbons de pile plate, chutes de cuivre et de zinc à l’atelier, pièces de 1 F (nickel à
plus de 98 %), pièces jaunes (Cu à 92 %, Al à 6%, Ni à 2%). Les élèves décaperont soigneusement ces
électrodes au papier de verre avant chaque utilisation.
 Les électrolytes peuvent être variés : vinaigre, pain, pomme, pomme de terre, citron, orange, fromage
fondu (voir fiche Vache Qui Rit ), yaourt, raton laveur imbibé dans l’eau de mer…
 Il est possible de brancher sur ces piles d’anciennes montres à cristaux liquides, des petites calculettes
ou des petits moteurs. Les soudures sont alors renforcées à la colle thermofusible.
La pile cuivre / eau vinaigrée / magnésium donne les meilleurs résultats.
LA FACE CACHÉE DES PILES.
fil dénudé
4 mm²
pince
crocodile
crampon
 Les cuves des piles sont des pots de
yaourt.
 Les plaques porte-électrodes sont en
bois (se salit vite), ou mieux en polystyrène
choc, ou encore constituées du couvercle
transparent (polypropylène) d’origine.
figure 1
figures 2 et 3

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 Pour la classe.
- 1 pile plate 4,5 V neuve,
- diverses piles : au mercure, sans mercure, alcaline, rechargeable,…
- un classement électrochimique des métaux.
 Par poste.
- 3 gamelles à électrolyse ( pots de yaourt)
- 3 plaques de zinc
- 3 plaques ou fils de cuivre
- 1 clou (au moins 65 mm)
- 2 électrodes de graphite
- 2 électrodes de plomb
- 1 ruban de magnésium (10 cm)
- une solution de chlorure de sodium
- une solution d’acide sulfurique
- pétrole
- eau oxygénée
- chiffon
- interrupteur
- voltmètre
- 3 fils
- 1 LED sur son support
- 2 supports munis de pinces croco
- 2 pinces croco
- 1 pile plate 4,5 V « usée ».
 Pour les prolongements éventuels, prévoir en plus par poste :
- un générateur 6 V / 12 V
- 1 ampèremètre
- 1 aimant
- 1 rouleau de papier pH
- une solution de soude
- une montre
- un petit moteur
- quelques « coupleurs » permettant de réaliser des assemblages de piles.
chimie
QU’EST- CE QU’UNE PILE ? fiche de matériel .

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Nom : Date :
Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler le professeur ».
Première partie. Observations.
Observe une pile puis complète les phrases suivantes :
1. L’électrode de carbone est reliée au pôle .
2. La carcasse de zinc est reliée au pôle .
3. Sur la pile « usée », la production d’énergie électrique s’est visiblement accompagnée de l’attaque
Seconde partie. Réalise le montage schématisé ci-dessous :
L’interrupteur K est fermé.
1. Qu’observes-tu près des électrodes ?
2. Dans le circuit extérieur, le courant électrique circule du vers le . Les électrons circulent alors du
vers le . Donc ces électrons ont quitté l’électrode de .
D’où viennent ces électrons ?
3. Tout comme l’électrode de de la pile plate, l’électrode de a été attaquée. Le
attaqué a perdu ses électrons.
4. Écris l’équation chimique 1 traduisant cette réaction :
5. Est-ce une réaction d’oxydation ? De réduction ?
6. Les électrons arrivent sur l’électrode de .
(équation 1)
QU’EST- CE QU’UNE PILE ?

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 Que deviennent ces électrons ?
7. Le carbone est au contact d’un électrolyte, c’est à dire un liquide .
Ici, l’électrolyte est un acide, donc les électrons vont se trouver en présence de deux espèces chargées
positivement. Lesquelles ?
Que choisir ?
8. Deux réactions chimiques sont possibles ? Écris ci-dessous les équations chimiques de ces deux
réactions :
ou
Les deux réactions sont-elles des réactions d’oxydation ou de réduction ? Pourquoi ?
9. L’observation de la pile « usée » doit te permettre de choisir la bonne réaction. Tu appelleras 2 la
bonne équation chimique.
Bilan.
Pour cette pile { charbon , magnésium , eau acidulée }, les équations chimiques 1 et 2 s’écrivent :
et
Troisième partie. Essaie de fabriquer d’autres piles.
Remplace la diode du montage précédent par un voltmètre et note la tension U obtenue pour les piles
suivantes :
1. Série 1.
{ charbon, zinc , eau acidulée } U1 =
{ zinc , zinc , eau acidulée } U2 =
{ cuivre , cuivre , eau acidulée } U3 =
 Conclusion :
2. Série 2.
{ cuivre , fer , eau acidulée } U4 =
{ cuivre , zinc , eau acidulée } U5 =
 Conclusion :