chap 2 constitution et fonctionnement des piles et des batteries

Constitution pile et batterie

Électrodes séparées par électrolyte (liquide ou gel) où circule une solution ionique

Énergie chimique transformée en énergie électrique grâce à quelle reaction chimique ?

Oxydo-réduction

Ox+ ne- <=> red

Ox —> red (réduction)

Sinon oxydation

Où sont échangés les e-

Aux bornes des électrodes

Ils circulent dans les files d'une borne à l'autre

Prévoir le sens des réactions

Échelle utilisée, notation, de quoi ça dépend

Couples ox/red classés selon leur potentiel (échelle graduée en Volt)

Noté π ou E

(On note π0 si temp ambiante ou concentration molaire)

Dépend

-concentration des produits

-Temperature

Frontière sur l'échelle ?

Domaine de prédominance (molécule stable)

Si frontière commune: pas de réaction

Si frontière disjointe: réaction spontanée

Anode ou cathode ?

Anode : oxidation

Cathode : réduction

La pile à combustible

Réversible

Pile alcaline

Différence entre pile et batterie

Batterie est rechargeable

Batterie au plomb

Pb²*/Pb || H2 SO4 || PbO2/Pb2*

Faire l'équation de réaction

En décharge :

Pb²*+ 2e- ← Pb (oxydation)

4H*+PbO2+2e- → Pb²*+2H2O (red)

---

4H*+PbO2+Pb = 2Pb²*+2H2O

Cas de la charge

Toutes les réactions sont inversées

La borne- devient la cathode

De quoi est composée la batterie ?

Série d'accumulateurs

Branchés en

-Série

-Parallele

Calcul de la tension d'une batterie (en série)

Uab= e1+e2+e3+(r1+r2+r3)×I

Calcul de la tension d'une batterie (parallèle/dérivation)

1/r = 1/r1 + 1/r2 + 1/r3

Charge max délivré

Formule ? Autre nom ?

I=∆Q/∆t

Quand batterie est complètement déchargée: Qmax=I×∆t

Q en coulomb

I en A

∆t en s

Capacité (∆ a ne pas confondre avec la capacité d'un condensateur)

Lien entre Qmax et constituant limitant

Formule ?

Qmax= m/M×e+n×\varkappa

e charge elec d'un e- (1,6×|0–¹⁹ C)

N le coeff de l'équation ox/red

\varkappa nombre d’avogadro 6.02×|0²³

Constante de faraday

F=\varkappa ×e

Rendemment d'une batterie en charge électrique

\eta q= Qmax/Q’max

Qmax au cours de la décharge

Qmax au cours de la charge

Rendemment d'une batterie en énergie

Ne = eQmax/e’Qmax

Décharge/charge