Pile saline

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


Au pôle  de la pile, l’anode est en contact avec une solution gélifiée de chlorure de zinc et de chlorure d’ammonium .

L’anode est le siège d’une oxydation :

.

Au pôle + de la pile, la cathode de graphite est en contact avec un mélange de dioxyde de manganèse MnO2, de graphite en poudre et de chlorure d’ammonium .

La cathode est le siège d’une réduction :

.

1. Identifier les couples oxydant/réducteur mis en jeu lorsque la pile débite.

2. Écrire l’équation-bilan de la réaction ayant lieu dans la pile lorsque celle-ci débite.

3. On suppose que le réactif limitant est le dioxyde de manganèse (cela signifie que lorsque celui-ci a totalement disparu, la pile cesse de fonctionner). La pile neuve contient de MnO2.

a. Calculer la quantité de matière en MnO2 contenue dans la pile.

b. Déduire de la question précédente la quantité d’électrons échangée (en mol) lorsque la pile aura cessé de fonctionner.

c. Sachant qu’une mole d’électrons a une charge électrique de  C, calculer la quantité d’électricité Q (en coulomb) qu’aura débitée la pile en fin de fonctionnement.

4. Un poste de radio (fonctionnant normalement s’il reçoit une puissance de  W) est alimenté par trois piles salines Leclanché de fem égale à 1,5 V, montées en série. La puissance électrique reçue par la pile est .

a. Calculer l’intensité du courant I circulant dans le circuit piles + radio.

b. Déduire de la question précédente la durée de fonctionnement de l’appareil de radio.

Donnée. Masse molaire de MnO2 : .