Accumulateur au plomb

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Exercices
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Convertir l’énergie et économiser les ressources


Un accumulateur au plomb est formé de deux électrodes de plomb, l’une étant recouverte d’une épaisseur d’oxyde de plomb PbO2. L’ensemble plonge dans une solution d’acide sulfurique concentré et de sulfate de plomb .

Les demi-équations sont :

– à l’électrode de plomb,  ;

– à l’électrode de PbO2, .

1. Identifier les couples oxydant/réducteur en jeu.

2. Écrire l’équation-bilan de la réaction aux bornes de l’accumulateur.

3. Que peut-on dire du sens de la réaction chimique en fonctionnement générateur ? En fonctionnement récepteur ? En fonctionnement générateur, les ions H+ sont-ils consommés ou produits ?

4. On suppose que le plomb et le dioxyde de plomb sont en très large excès. Le réactif limitant est l’acide sulfurique. Le volume d’acide est  L et sa concentration est .

a. Calculer les quantités d’ions et d’ disponibles, en mol, lorsque l’accumulateur fonctionne en générateur.

b. Calculer la quantité d’électricité maximale Q que peut délivrer ce générateur.

c. Le générateur délivre un courant  A pour une tension  V. Calculer le temps t de décharge.

d. On suppose maintenant que cet accumulateur est utilisé par une voiture au démarrage (étincelles au niveau des bougies). Dans ce cas, la phase d’allumage des bougies dure  s, et l’intensité nécessaire est  A. L’accumulateur étant supposé chargé au départ, combien d’allumages peut-on espérer faire avant d’avoir épuisé toute l’énergie disponible ?

e. Pourquoi (en principe) un accumulateur de voiture n’est-il jamais épuisé ?