Etudier le principe d'un accumulateur - 1S - Problème Physique-Chimie

On se propose d'étudier un accumulateur nickel/cadmium.

Les demi-équations impliquées sont :

\(\displaystyle{\ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{HO^{-}_{(aq)}}= \ce{Cd(OH)2_{(s)}} +2 e^{-} }\)
\(\displaystyle{ \ce{NiO(OH)_{(s)}} + \ce{H2O_{(l)}}+ e^{-} = \ce{Ni(OH)2_{(s)}} + \ce{HO^{-}_{(aq)}} }\)

L'accumulateur contient une solution aqueuse concentrée de potasse (\(\displaystyle{\ce{K^{+}}}\), \(\displaystyle{\ce{HO^{-}}}\)) ce qui explique la présence d'ions hydroxyde \(\displaystyle{\ce{HO^{-}}}\) dans les demi-équations.

Quels sont les couples oxydants/réducteurs impliqués dans cet accumulateur ?

\(\displaystyle{\ce{Cd(OH)2_{(s)}} / \ce{Cd_{(s)}}}\)
\(\displaystyle{\ce{NiO(OH)_{(s)}} / \ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd(OH)2_{(s)}} / \ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)
\(\displaystyle{\ce{NiO(OH)_{(s)}} / \ce{Cd_{(s)}}}\)

\(\displaystyle{ \ce{Cd_{(s)}} / \ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)
\(\displaystyle{ \ce{Cd(OH)2_{(s)}}/ \ce{NiO(OH)_{(s)}} }\)

\(\displaystyle{ \ce{Cd_{(s)}} / \ce{Cd(OH)2_{(s)}} }\)
\(\displaystyle{ \ce{Ni(OH)2_{(s)}} / \ce{NiO(OH)_{(s)}} }\)

Quelle est l'équation de décharge de l'accumulateur ?

\(\displaystyle{\ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}\ce{->} \ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}\ce{->} \ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}\ce{->} \ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}\ce{->} \ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}}\)

Quelle est l'équation de charge de l'accumulateur ?

\(\displaystyle{\ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}\ce{->} \ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}\ce{->} \ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}\ce{->} \ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}}\)

\(\displaystyle{\ce{Cd_{(s)}} + 2\ce{Ni(OH)2_{(s)}}\ce{->} \ce{Cd(OH)2_{(s)}} + 2\ce{NiO(OH)_{(s)}} + 2\ce{H2O_{(l)}}}\)

Pourquoi faut-il recycler un tel accumulateur et ne pas le jeter dans les décharges ?

Car il contient des métaux lourds connus pour être dangereux pour la santé et pour l'environnement

Car il contient des matières plastiques connues pour être dangereuses pour la santé et pour l'environnement

Car il peut être recyclé à 100 %

Car sa durée de vie est illimitée

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