Bonsoir à toutes et à tous 🙂

Je poste aujourd'hui sur ce forum afin de vous demander si les réponses que je propose à l'exercice suivant sont bonnes ou non et également afin d'obtenir quelques explications supplémentaires.

Merci à celles et ceux qui prendront le temps de me lire, de me corriger et qui m'aideront à éclaircir les dernières hésitations que j'ai ! 😁

ÉNONCÉ DE L'EXERCICE

On réalise une pile standard mettant en jeu les couples et .

1) Identifier l'anode et la cathode en précisant le gain ou la perte d'électrons.
2) Écrire les demi-équations à chaque électrode.
3) En déduire l'équation bilan.
4) Déterminer la polarité de la pile et sa force électromotrice .
5) La pile débite un courant constant de mA pendant heures.
a) Déterminer la quantité d'électricité en coulomb.
b) En déduire la quantité de matière d'électrons mise en jeu.
c) Préciser la quantité de matière de cuivre et d'argent mise en jeu.
d) En déduire la masse de cuivre et d'argent perdue ou gagnée.
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MES RÉPONSES

1)

Dans une pile standard :

- l'anode est l'électrode qui cède des électrons lors d'une réaction appelée oxydation
- la cathode est l'électrode qui gagne des électrons lors d'une réaction appelée réduction

L'anode est l'électrode de cuivre et elle va céder électrons par molécule de cuivre qui réagit lors de la réaction d'oxydoréduction.
La cathode est l'électrode d'argent et elle va gagner électrons par molécule de cuivre qui réagit lors de la réaction d'oxydoréduction.

Je me demande « comment déterminer à coup sûr quelle électrode sera l'anode et laquelle sera la cathode ? » lorsque :

1) On a pas d'information concernant un quelconque montage expérimental où un voltmètre nous dirait si la tension mesurée aux bornes de la pile est positive ou négative avec la règle qui dit que :
- Si alors la pile est bien branchée et donc le du voltmètre correspondant au de la pile
- Si alors la pile est branchée dans le mauvais sens et donc le du voltmètre correspondant au de la pile et inversement

2) On a pas d'information sur les potentiels d'energie des couples mis en jeu, donc on ne peut pas appliquer la règle du gamma

Est-ce que mon intuition qui consiste à penser que l'électrode qui se trouve dans la demi-pile où l'ion qui cède le plus d'électrons à la réaction est celle qui doit jouer le rôle d'anode est bonne ? Et dans le cas où nous serions dans une pile avec les couples et sans information supplémentaire, comment faire ?

2)

La demi-équation de la réaction d'oxydation qui a lieu au niveau de l'anode est :



La demi-équation de la réaction de réduction qui a lieu au niveau de la cathode est :



3)

L'équation bilan de la réaction d'oxydoréduction qui a lieu dans la pile est la suivante :



4)

Les électrons dans une pile standard vont dans le sens de l'anode vers la cathode et le sens du courant est par convention dans le sens contraire.
La borne dans une pile standard se situe au niveau de la cathode, donc ici au niveau de l'électrode d'argent.
La borne dans une pile standard se situe au niveau de l'anode, donc ici au niveau de l'électrode de cuivre.

Comment calculer la force électromotrice dans ce cas ?

5)
a)

La quantité d'électricité en coulomb mise en jeu par la pile durant ces heures d'utilisation est égale à :



b)

La quantité de matière d'électrons mise en jeu est égale à :



c)

La quantité de matière de cuivre mise en jeu est égale à la moitié de la quantité d'électrons mise en jeu :



La quantité de matière d'argent mise en jeu est égale à la quantité d'électrons mise en jeu :



d)

La masse de cuivre perdue est égale à :



La masse d'argent gagnée est égale à :