Passer au contenu principal

Pile Zn2+/Zn /-/ Cu2+/Cu

Nous devons obliger le Zn(0) à transférer ses électrons au Cu2+ par un circuit extérieur. Le schéma un peu compliqué ci-dessous permet d'atteindre cet objectif. Il présente l'avantage de pourvoir être interprété simplement.

Fig.1. Pile Daniell

Le principe chimique énoncé plus haut est clairement perceptible sur ce montage :

  • deux couples oxydo-réducteurs, Zn2+/Zn et Cu2+/Cu, transfèrent des électrons de manière spontanée de l'agent réducteur Zn(0) vers l'agent oxydant (Cu2+).
  • Les deux demi-réactions se produisent dans des compartiments séparés dans lesquels des électrodes sont immergées (ici une barre de zinc dans le compartiment contenant les ions Zn2+ et une barre de cuivre dans le compartiment contenant les ions Cu2+) ; contrairement à l'expérience précédente, le Zn(0) n'est plus en contact avec la solution de surfate de cuivre et ne peut donc plus transférer directement ses électrons à Cu2+.
  • un circuit électrique extérieur est connecté afin de permettre le flux des électrons de Zn(0) vers Cu2+.
  • Un pont ionique (contenant une solution saline concentrée telle que KCl ou KNO3) ou une paroi semi-poreuse, est placé entre les deux compartiments afin de permettre un flux d'ions entre eux pour maintenir l'électroneutralité dans les deux compartiments. Les cations K+ se déplacent dans le pont vers le compartiment contenant la solution de surfate de cuivre afin de compenser la baisse de concentration en Cu2+ ; les anions Cl- ou NO3- se déplacent dans le vers le compartiment contenant la solution de surfate de zinc afin de neutraliser les charges des ions Zn2+ formés.

On représente plus schématiquement cette pile par :

(-) Zn(s) │ Zn2+ (aq) ││ Cu2+(aq) │Cu (+)

Exercice 1 :

Ouverture popup DragDrop4_galvcell1

Exercice 2 :

Ouverture popup DragDrop4_galvcell2