Pile

Piles et électrolyseurs - Physique-Chimie Spécialité

Exemple d'exercice parmi les 11 exercices du chapitre

Le but de cet exercice est de décrire le fonctionnement d'une pile puis d'étudier une application de celle-ci. On considère deux demi-piles et une solution d'électrolyte basique assurant le contact entre celles-ci.

Demi-réactions :
  • - Demi-pile 1 : \( Al(s) \longrightarrow Al^{3+}(aq) + 3e^{-} \)
  • - Demi-pile 2 : \( Br_{2}(s) + 2e^{-} \longrightarrow 2Br^{-}(aq) \)
Schéma de la pile débitant dans une résistance, notée \( R \).
Écrire l’équation de la réaction d’oxydoréduction modélisant la transformation chimique qui se produit lorsque la pile fonctionne.
On utilisera le symbole \( \longrightarrow \) du clavier virtuel.
Déterminer le réducteur dans la réaction d'oxydoréduction modélisant le fonctionnement de la pile.
Exemple de réponse : \( Fe^{3+}(aq) \)

On cherche maintenant à déterminer l'autonomie d'un appareil alimenté par ce type de pile. Pour cela on réalise une expérience de décharge de celle-ci dans un circuit comportant une résistance \( R = 17\:\text{Ω} \). On enregistre la valeur de la tension \( U \) aux bornes de cette résistance en fonction du temps.

Déterminer la capacité électrique à partir du graphique ci-dessus.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
En déduire une estimation de l'autonomie (durée de fonctionnement) d'un appareil alimentée par cette pile, sachant que le courant circulant dans l'appareil a une intensité de \( 10\:\text{mA} \).
On donnera le résultat en secondes et avec 3 chiffres significatifs.
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