La polarité d'une pile permet de déterminer les demi-réactions se produisant au niveau de chaque électrode.
Dans le cas d'une pile cuivre-zinc, la tension mesurée entre l'électrode de cuivre connectée à la borne « volt » du voltmètre et l'électrode de zinc connectée à la borne « com » du voltmètre est positive :
Pile cuivre-zinc
l'électrode de cuivre est donc la borne positive et l'électrode de zinc la borne négative ;
l'oxydation se produit sur l'électrode négative, d'où sont issus les électrons, appelée anode. Il s'agit ici de l'électrode de zinc : Zn = Zn2+ + 2 e–. Cette électrode est consommée progressivement car le métal disparaît ;
la réduction se produit sur l'électrode positive, qui reçoit les électrons, appelée cathode. Il s'agit ici de l'électrode de cuivre : Cu2+ + 2 e− = Cu. Il s'y produit un dépôt de cuivre.
Cette pile comporte les deux demi-piles contenant les couples Cu2+ (aq)/Cu (s) et Zn2+ (aq)/Zn (s). La réaction globale se produisant dans la pile est donc :
Zn (s) + Cu2+ (aq) → Zn2+(aq) + Cu (s).
APPLICATION
Écrire la réaction se produisant dans une pile argent-cuivre, mettant en jeu les couples Cu2+ (aq)/Cu (s) et Ag+ (aq)/Ag (s), sachant que l'électrode d'argent est la cathode.
Solution
L'électrode d'argent est la cathode, c'est-à-dire la borne positive où se produit la réduction : Ag+ + e− = Ag, ainsi qu'un dépôt d'argent. L'électrode de cuivre est donc négative, c'est l'anode où se produit l'oxydation : Cu = Cu2+ + 2 e–. L'électrode est consommée.
La réaction globale se produisant dans la pile est donc :
2 Ag+ (s)+ Cu (s) → 2 Ag+ (s) + Cu2+ (aq).