Comprendre le fonctionnement d'une pile à combustible - 1S - Problème Physique-Chimie

On étudie la pile dihydrogène / dioxygène, qui est une pile à combustible : contrairement aux piles saline ou alcaline, elle peut être alimentée en continu en combustible.

Le dihydrogène, en provenance d'une bonbonne, subit une oxydation sur une électrode de platine appelée pôle 1.
Le dioxygène subit une réduction sur l'autre électrode, le pôle 2.

Pourrait-on remplacer l'alimentation en dioxygène par une alimentation en air ?

Oui

Non

Quelle partie de la pile est onéreuse ?

Les électrodes en platine

Le dispositif de conduction des gaz

L'électrolyte

La bonbonne de dihydrogène

Quelle est la demi-équation associée au couple \(\displaystyle{\ce{H^{+}_{(aq)}} / \ce{H2_{(g)}}}\) et quelle est la polarité du pôle 1 ?

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{ \ce{H2_{(g)}} + 2e^{-}= 2 \ce{H^{+}_{(aq)}} }\) et l'électrode 1 est le pôle négatif.

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{ \ce{H2_{(g)}} = 2 \ce{H^{+}_{(aq)}} + 2O_2^{-}}\) et l'électrode 1 est le pôle positif.

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + 4\ce{H^{+}_{(g)}} +4e^{-}= 2 \ce{H2O_{(g)}}}\) et l'électrode 1 est le pôle positif.

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{ \ce{H2_{(g)}} = 2 \ce{H^{+}_{(aq)}} + 2e^{-}}\) et l'électrode 1 est le pôle négatif.

Quelle est la demi-équation associée au couple \(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} / \ce{H2O_{(l)}}}\) et quelle est la polarité du pôle 2 ?

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + 4\ce{H^{+}_{(aq)}} +4e^{-}= 2 \ce{H2O_{(g)}}}\) et l'électrode 2 est le pôle positif.

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{ 2 \ce{H2O_{(g)}} = \ce{O2_{(g)}} + 4\ce{H^{+}_{(aq)}} +4e^{-}}\) et l'électrode 2 est le pôle positif.

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{ 2 \ce{H2O_{(g)}} +4e^{-} = \ce{O2_{(g)}} + 4\ce{H^{+}_{(aq)}} }\) et l'électrode 2 est le pôle négatif.

La demi-équation du couple est \(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + 4\ce{H^{+}_{(aq)}} = 2 \ce{H2O_{(g)}} +4e^{-}}\) et l'électrode 2 est le pôle négatif.

Quelle est l'équation décrivant l'évolution globale de la pile ?

\(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + 2 \ce{H2_{(g)}}+ 4\ce{H^{+}_{(g)}} +4e^{-} \ce{->} 2 \ce{H2O_{(g)}} + 4\ce{H^{+}_{(g)}} +4e^{-}}\)

\(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + 2 \ce{H2_{(g)}} \ce{->} 2 \ce{H2O_{(g)}} }\)

\(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + 2 \ce{H2_{(g)}} = 2 \ce{H2O_{(g)}} }\)

\(\displaystyle{\ce{O2_{(g)}} + \ce{H2_{(g)}}+ 4\ce{H^{+}_{(g)}} +4e^{-} \ce{->} 2 \ce{H2O_{(g)}} + 2\ce{H^{+}_{(g)}} +2e^{-}}\)

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