Sommaire
1Déterminer la nature des réactifs et des produits 2Écrire l'équation de la réaction d'oxydoréduction 3En déduire la polarité de la pileLe transfert d'électrons ayant lieu dans une pile est dû à une réaction d'oxydoréduction entre deux couples. Le sens dans lequel se déroule cette réaction permet de déterminer la polarité de la pile.
Soit une pile aluminium - zinc.
- Un bécher contient du chlorure d'aluminium dans lequel on a plongé une lame d'aluminium (couple \ce{Al^3+} / \ce{Al} ).
- L'autre bécher contient du sulfate de zinc et on y a plongé une lame de zinc (couple \ce{Zn^2+} / \ce{Zn} ).
- Ces deux compartiments ont été reliés par un pont salin.
- On observe un dépôt de zinc sur son électrode tandis que l'électrode d'aluminium disparaît progressivement.
Déterminer la polarité de la pile, c'est-à-dire quel compartiment correspond au pôle négatif et lequel correspond au pôle positif.
Déterminer la nature des réactifs et des produits
On détermine la nature des réactifs et des produits de la réaction d'oxydoréduction, à partir de l'une des données de l'énoncé.
L'énoncé indique qu'un dépôt de zinc apparaît sur son électrode tandis que l'électrode d'aluminium disparaît progressivement. On en déduit que les réactifs sont :
- Les ions \ce{Zn^2+} : lors de la réaction, ils se transforment en atomes de zinc \ce{Zn} métalliques qui constituent le dépôt sur la lame de zinc.
- L'aluminium \ce{Al} : c'est parce qu'il est consommé que l'électrode d'aluminium disparaît progressivement.
Écrire l'équation de la réaction d'oxydoréduction
On écrit l'équation de la réaction d'oxydoréduction, à partir des demi-équations électroniques de chaque couple et dans le sens dans lequel elle se déroule.
Les demi-équations électroniques des deux couples sont :
- \ce{Zn^2+} + 2 \ce{e^-} = \ce{Zn}
- \ce{Al} = \ce{Al^3+} + 3 \ce{e^-}
On en déduit l'équation de la réaction d'oxydoréduction :
3\ce{Zn^2+} +2 \ce{Al} = 3\ce{Zn} + 2\ce{Al^3+}
En déduire la polarité de la pile
On en déduit la polarité de la pile, à partir des électrodes dans lesquelles se déroulent les demi-équations électroniques, sachant que :
- Le pôle négatif est celui qui libère les électrons.
- Le pôle positif celui qui capte les électrons.
- D'après le sens de la demi-équation \ce{Zn^2+} + 2 \ce{e^-} = \ce{Zn}, l'électrode de zinc capte les électrons, elle constitue donc le pôle positif de la pile.
- D'après le sens de la demi-équation \ce{Al} = \ce{Al^3+} + 3 \ce{e^-}, l'électrode d'aluminium libère les électrons : elle constitue donc le pôle négatif de la pile.