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L'énergie chimique et les piles électrochimiques

I

L'énergie chimique

Réaction d'une solution de sulfate de Cuivre avec du Zinc

On met en contact de la poudre de Zinc avec une solution aqueuse de sulfate de Cuivre. On mesure la température du mélange pendant la réaction à l'aide d'un thermomètre.

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On observe une augmentation de la température. L'énergie chimique contenue dans le Zinc et le sulfate de Cuivre s'est transformée en énergie thermique.

La couleur bleue de la solution de sulfate de Cuivre s'atténue peu à peu pendant la réaction chimique. Un dépôt rouge se forme sur le Zinc. Du Zinc disparaît.

Bilan de la transformation chimique :

Les ions Cuivre (II) disparaissent (la couleur bleue s'atténue), les atomes de Zinc disparaissent et il se forme des atomes de Cuivre (dépôt rouge) et des ions Zinc.

\(\displaystyle{\text{Ion Cuivre(II)} + \text{Atome de Zinc}\ce{->}\text{Atome de Cuivre} + \text{Ions Zinc(II)}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cu^{2+}} + Zn\ce{->}Cu + \ce{Zn^{2+}}}\)

II

La pile électrochimique

Pile Cuivre / Zinc

On réalise une pile électrochimique à l'aide d'une solution de sulfate de Cuivre, d'une plaque de Zinc et d'une plaque de Cuivre et un voltmètre pour observer la tension électrique de la pile.

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Le voltmètre indique une tension entre les deux lames métalliques donc on a fabriqué une pile électrochimique.

Si l'on branche une lampe, elle brille. Elle reçoit donc une énergie électrique. Cette énergie provient de la transformation de l'énergie chimique contenue dans les réactifs de la pile électrochimique.

Quand un des réactifs de la pile est entièrement consommé, la tension entre les deux lames devient nulle. La pile est usée.