La pile Volta (Hélios n°23 p158)

 

1) Schéma de la pile de Volta

Légende encadrée 2: Sauf erreur, cette plaque d'argent ne sert à rien

 

2a) Association en série ou en dérivation ?

Chaque ensemble Zinc-Disque-Argent est une pile dont la borne positive est l'argent, la borne négative est le zinc et le pont électrolytique est le disque mouillé. L'association de 3 piles correspond au schéma :

Les piles "élémentaires" sont donc associées en série.

 

2b) Tension pour "frapper les doigts"

On doit ressentir des picotements dans les doigts à partir d'un empilement de 20 piles élémentaires, ce qui correspond à une tension de 20 x 1,1 = 22 volts aux bornes de la pile.

 

3) Pourquoi de l'eau salée ?

Le disque mouillé doit être un pont électrolytique, une solution contenant des ions pour assurer la continuité du circuit électrique, (assurée par les électrons dans les conducteurs métalliques que sont l'argent et le zinc). La solution salée contient davantage d'ions (Na+ et Cl-) que l'eau douce et conduit donc mieux le courant électrique.

 

4) "La grandeur, aussi bien que la figure est arbitraire …" => la forme est sans influence sur la tension de la pile.

" … et d'un nombre égal de plaques d'étain, ou, ce qui est beaucoup mieux, de zinc …" => la nature des plaques a une influence sur la tension de la pile !

 

5) Équations des réactions

A la cathode :              Cu2+ + 2 e- = Cu

A l'anode :       Zn = Zn2+ + 2 e-

Bilan :              Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+

A la cathode :              Ag+ + e- = Ag

A l'anode :       Zn = Zn2+ + 2 e-

Bilan :              2 Ag+ + Zn = 2 Ag + Zn2+

 

6) La force électromotrice de la pile (tension "à vide", lorsque la pile ne débite pas, lorsque les bornes ne sont pas raccordées, ...) dépend de la nature des électrodes. Elle est supérieure pour une pile Zn-Ag que pour une pile Zn-Cu.

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