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CORRIGE de Chimie
Antilles Guyane - Section S - Juin 200
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Durée de fonctionnement d'une pile Cuivre-Aluminium 

1)    Schéma annoté de la pile :

2)L’ampèremètre indique que le courant circule de la lame de cuivre vers la lame d’aluminium à l’extérieur de la pile or par convention le courant de borne + vers la borne -. On en déduit que la lame de cuivre correspond à la borne + et que la lame d’aluminium est le pôle - de la pile.

3)    Equations aux électrodes :

*      A l’électrode de cuivre, il se produit une réduction des ions  (cathode) :

 

*      A l’électrode d’aluminium, il se produit une oxydation de lame d’aluminium  (anode) :

4)    Equation de fonctionnement de la pile est :

a)Quotient initial de réaction :

b) On remarque que   donc le sens d’évolution du système étudié est cohérent : le système évolue dans le sens direct.

5)    Etude de la pile en fonctionnement :

a)   Quantités de matière initiales en moles des réactifs :

*      les ions cuivre :

*      L’aluminium :

Tableau d’avancement :

Détermination de l’avancement maximal  :

*      Si  est le réactif limitant alors on a :

D’où

*      Si  est le réactif limitant alors on a :

D’où

 

Conclusion : le réactif limitant est  car il conduit à l’avancement maximal le plus faible donc :

b)   Quantité maximale d’électricité que peut débiter la pile :

D’après La demi-équation qui à lieu à l’électrode de cuivre à chaque fois qu’un ion est consommé deux électrons circulent dans la pile. D’après l’équation de la réaction, au cours de la réaction 3 molécules de sont consommées à chaque fois et donc 6 électrons sont transférés au circuit extérieur.

La quantité maximale d’électricité que peut débiter la pile est :

 

 

28/02/2007