CORRIGE de Chimie
Antilles Guyane - Section S - Juin 2004
Durée de fonctionnement d'une pile Cuivre-Aluminium
1)
Schéma annoté de la pile :
2)L’ampèremètre indique que le courant circule de la
lame de cuivre vers la lame d’aluminium à
l’extérieur de la pile or par convention le courant
de borne + vers la borne -.
On en déduit que la lame de cuivre correspond à la
borne + et que la lame d’aluminium est le pôle
- de
la pile.
3)
Equations aux électrodes :
A l’électrode de cuivre, il se produit une réduction
des ions
(cathode)
:
A l’électrode d’aluminium, il se produit une
oxydation de lame d’aluminium (anode) :
4)
Equation de fonctionnement de la pile est :
a)Quotient initial de réaction :
b) On remarque que
donc
le sens d’évolution du système étudié est cohérent :
le système évolue dans le sens direct.
5)
Etude de la pile en fonctionnement
:
a)
Quantités de matière initiales en moles des
réactifs :
les ions cuivre :
L’aluminium :
Tableau d’avancement :
Détermination de l’avancement maximal
:
Si
est
le réactif limitant alors on a :
D’où
Si
est
le réactif limitant alors on a :
D’où
Conclusion :
le réactif limitant est
car
il
conduit à l’avancement maximal le plus faible donc :
b)
Quantité maximale d’électricité que peut débiter la
pile :
D’après La demi-équation qui à lieu à l’électrode de
cuivre à chaque fois qu’un ion
est
consommé deux électrons circulent dans la pile.
D’après l’équation de la réaction, au cours de la
réaction 3 molécules de
sont
consommées à chaque fois et donc 6 électrons sont
transférés au circuit extérieur.
La quantité maximale
d’électricité que peut débiter la pile est
