ENQUÊTE SUR LA PILE ELECTROCHIMIQUE

LA NAISSANCE DE LA PILE :

Luigi Galvani (1737-1798)	En 1786, le médecin Luigi Galvani mit à sécher des cuisses de grenouille. Elles étaient suspendues par un fil de cuivre, et lorsqu’elles touchaient le fer forgé du balcon, il observa que les cuisses se contractaient. Il émit alors l’idée d’une « électricité animale » que les cuisses émettaient et qui les faisaient se contracter. En 1800, Alessandro Volta, lui, a l’intuition que la circulation du courant provenait des métaux différents et se faisait à travers un conducteur (la cuisse de grenouille).	Alessandro Volta (1745-1827)	pile Volta
Il toucha avec sa langue deux rondelles de métaux différents reliées par un fil conducteur et ressentit une légère décharge électrique. Il eut alors l’idée d’empiler des disques de cuivre et de zinc, séparés par des disques de carton imprégnés d’un liquide conducteur (eau salée, eau acidulée). C’est de cet empilement de disques produisant un courant assez intense que vient le nom du générateur obtenu : la pile.

Ce type de pile, qui s’est grandement amélioré depuis ses origines, est toujours actuellement le plus vendu. Cependant, d’autres types de piles plus performantes (piles alcalines, piles boutons à l’oxyde de mercure, piles au lithium…) sont apparus sur le marché, permettant ainsi une meilleure adaptation des générateurs aux récepteurs.

Questions :

1) Les expériences évoquées dans le texte, montrent que de l’énergie électrique a été fournie. D’où vient-elle :

a) selon Galvani ? ………………………………………………………………………………………………………….

b) selon Volta ? …………………………………………………………………………………………………………....

2) D’après la découverte de Volta, quels sont les éléments nécessaires à la fabrication d’une pile ?

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EXPERIMENTATION

3) Selon vous, les dispositifs schématisés ci-dessous pourraient-il fonctionner ?

dispositif n° 1	¨ possible ¨ impossible car : ………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ………………………	dispositif n° 2		¨ possible ¨ impossible car : ………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ………………………
4) Quelle expérience permettrait de le vérifier ? ………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. 5) Réaliser l’expérience pour différents couples de métaux, et notez vos mesures dans un tableau : couple Quel couple est le plus efficace ? …………………………………………... 6) Au cours de cette expérience, les métaux demeurent-ils intacts selon vous ? ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………….			intérieur d’une pile 4,5 V usagée

7) La pile possède donc de l’énergie. Mais, est-ce un stockage d’énergie électrique ? Expliquer en quelques phrases courtes.

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Réponses :

1) a) Selon Galvani, l’énergie électrique était fournie par la cuisse de grenouille. b) Selon Volta, l’énergie électrique vient de la mise en présence de deux métaux différents. 2) Les éléments nécessaires sont : deux métaux différents séparés par un conducteur. 3) Le dispositif n° 1 n’a aucune chance de fonctionner car les deux électrodes sont dans le même métal. Dans le dispositif n° 2, les deux électrodes sont en cuivre et zinc, et elles plongent dans une solution acide, comme dans la pile Volta. Il est donc possible qu’elle fonctionne. 4) Pour le vérifier, on peut faire une mesure de tension à l’aide d’un voltmètre, et une mesure d’intensité à l’aide d’un ampèremètre. 5) La tension maximale obtenue est de l’ordre de 1 V et l’intensité de 1 mA (en appuyant sur les citrons pour améliorer la réaction). 6) Les métaux ne peuvent pas rester intacts puisqu’ils sont en contact avec une solution acide (cf chapitre précédent). Il y aura une réaction chimique qui peu à peu va faire disparaître le métal (on l’observe sur la photo de la pile 4,5 V usagée) 7) La pile est le siège d’une réaction chimique. C’est cette réaction chimique qui donne naissance à un courant électrique. Donc, initialement, la pile contient de l’énergie chimique. Cette énergie chimique est ensuite convertie en énergie électrique.