Pile usage systme lquilibre n 2 Ag Cu

Pile usagée ; système à l’équilibre n 2 Ag+ + Cu = 2 Ag + Cu Qréq = [Cu 2+]éq / [Ag+]éq 2 = 2. 1015 = K. [Cu 2+]éq = 1, 0 mol/L et [Ag+]éq = 2, 2. 10 -8 mol/L n Le système est à l’équilibre chimique : courant nul n n A i= 0 Cu Ag Pont salin de K+ + NO 3 - K+ 1 mol/L Cu 2+ 1 mol/L Ag+ 2. 10 -8 mol/L 1

Transformation forcée n À partir de la situation d’équilibre précédente, imposer un courant de 5 à 10 m. A du cuivre vers l’argent. e- A i _ + Cu Ag Pont salin de K+ + NO 3 K+ 1 mol/L Cu 2+ Ag+ 1 mol/L 10 -8 mol/L n À la surface des électrodes se produisent les réactions : 2 Ag = 2 Ag+ + 2 e- (anode = oxydation) Cu 2+ + 2 e- = Cu (cathode = réduction) 2

Comment mettre en évidence la transformation forcée ? Équation de la réaction : Cu 2+ + 2 Ag = 2 Ag+ + Cu Des ions argent(I) se forment progressivement. n n Identifier ces ions et montrer l’accroissement de leur quantité au cours du temps à l’aide d’une solution de chlorure de sodium de concentration 1 mol/L. 3

Test des ions Ag+, formés au cours du temps, par des ions Clt = 0 ; t = 5 min ; t = 10 min ; t = 15 min ; t = 20 min Ag+ témoin Na+ + Cl 4

Retour à la transformation spontanée n n Au bout de 5, 10, 15 et 20 minutes (selon les binômes), supprimons le générateur du circuit et laissons le système fonctionner naturellement en conservant l’ampèremètre. Le courant passe à nouveau dans le sens spontané. ei A Cu Ag Pont salin de K+ + NO 3 - Ag+ Cu 2+ K+ 1 mol/L n Vérifier la recharge de la pile avec un voltmètre. 5

Conclusion et terminologie n La transformation que nous venons de réaliser est « forcée » . Le système, initialement en état d’équilibre, en a été éloigné. Il a fallu fournir de l’énergie électrique au système. C’est une électrolyse. n La transformation forcée est ici l’inverse de la transformation spontanée qui se produit dans la pile initiale. Le système peut donc, après électrolyse, fonctionner à nouveau dans le sens spontané. Il constitue un accumulateur. n Remarque : toute pile n’est pas un accumulateur, il faut que l’électrolyse provoque la transformation inverse de 6 la transformation spontanée.