Bonjour,
J'ai trouvé un exercice sur internet pour m'entrainer pour un contrôle sur les piles.
Mais je n'arrive pas du tout à le résoudre.
Pouvez vous m'aider svp? Merci
Ces piles, sous forme de bouton sont utilisées dans des prothèses auditives. Elles contiennent, d'une
part, une suspension de zinc dans de la potasse gélifiée K+(aq), HO-(aq) et d'autre part une électrode
en carbone poreux, en liaison avec des trous d'accès pour l'air.
1. Qualitativement, quelle réaction se produit lorsque la pile fonctionne ?
Quelle est la polarité de cette pile.
Quel est le réactif limitant dont l'épuisement conduit à l'état de pile usée ?
2)Les caractéristiques d'une pile zinc / air cylindrique de format 675, utilisée dans les prothèse de type
contour d'oreilles sont les suivantes :
- rayon : 5,78 mm
- épaisseur : 5,33 mm
- capacité : Qmax = 600 mAh
- intensité de fonctionnement : I = 0,80 mA
- tension de fonctionnement : U = 1,30 V.
a. Quelle est la durée de vie d'une telle pile dans ces conditions ?
b. Calculer la capacité énergétique volumique de ce type de pile ( résultat en Wh/dm3).
c. Quelle masse de zinc est présente dans la pile neuve ?
Merci
Je n'ai toujours pas trouvé comment résoudre cet exercice.
Mais en y réflechissant un peu plus j'ai peut-être trouvé quelques réponses :
1)Il se produit une oxydation ?
La polarité de la pile est positive
le réactif limitant est le zinc
??? Merci de bien vouloir me corriger s'il y a des erreurs
1). Qualitativement, la réaction qui se produit lorsque la pile fonctionne est l'oxydation du zinc:
Zn ------> Zn2+ +2e-
éléctrode de carbone ===> pole +
éléctrode de carbone ===> pole -
le réactif limittant est le cuivre , usé => état de pile usée.
Il y a pas un petit soucis :
éléctrode de carbone ===> pole +
éléctrode de carbone ===> pole -
Le pole - ce ne serait pas le cuivre par hasard?
erreur de tape :
éléctrode de cuivre ===> pole -
c'est claire ,celle qui s'oxyde aucours du fonctionnement de la pile , c'est le pole -.
donc ensuite on fait Q*V et on obtient que la capacité volumique est de
600*10^.3 * 559.41 = 335.646 mais je ne sais pas l'unité
or:
rayon :r= 5,78 mm
- épaisseur=h= 5,33 mm
donc V=s.h=r2.h=3,14.(5,78mm )2.5,55mm=595.4mm3
à savoir que:
1mm=10-3 m
et 1mm3=10-9 m3
Mais pour calculer la capacité énergétique volumique il faut que je multiplie ce volum par Qmax soit 600*10^-3 non?
rayon = 0,0578 dm ; hauteur = 0,0533 dm ; volume V=3,14*0,05782*0,0533=5,95.10-4( dm3
Q=I.t= ....
energie= Q.U (en Joule)
énergie volumique= energie / V (en J/dm3)
puis on fais la conversion.
1 wattheure = 3600 J => en divisant par 3600 tu auras
( le résultat en Wh/dm3).
énergie = Q.U=600.10^-3 x 1.30 = 0.78 J
énergie volumique = énergie / V = 0.78/5.59.10^-4 = 1395.35 J/dm^3 = 1395.35/3600=0.39 Wh/dm^3
c'est bien cela?
non ds la relation energie (en J)=Q.U
Q en coulomb C U en Volt
alors que Q = 600 mAh que tu as utilisé.
tu dois chercher Q=I.t appelée capacité de la pile en utilisant t=la durée de vie de la pile (en seconde)(que tu as déjà trouvé là haut).
ok ok
Alors
Q=I.t=0.80.10^-3 x 750 = 0.6 C
énergie = Q.U = 0.6 x 1.30 = 0.78 J
énergie volumique = énergie / V = 0.78/5.59.10^-4 = 1395.35 J/dm^3
1395.35/3600=0.39 Wh/dm^3
C'est bien cela ? C'est bizarre je trouve le même résultat ...
J'ai vérifié le calcul et je retombe sur ca.
Mais ensuite comment je fais pour calculer la masse de zinc?
merci de ton aide
la densité du zinc et sa masse molaire ne sont pas précisé dans l'énoncé :
Mais en cherchant sur internet j'ai trouvé que la densité du zinc est de 7,15 et sa masse molaire est de 65,4.
si la densité n'est pas donnée tu peux utiliser une autre méthode pour determiner la masse de Zinc de la pile neuve.
or sa durée de vie est: t=750 h
intensité de fonctionnement : I = 0,80 mA
et on q=It=ne => n=I.t/e =>
or :
Zn ----> Zn2+ + 2e-
càd
=> m=M.n(e-)/2=65,4.0,33/2=10,8g
J'arrive pas à retrouver ce résultat en faisant l'application numérique :
n(e)= (0,0008 x 750 x 3600)/96500 = (0,0008 x 2 700 000)/96500 = 2160 / 96500 = 0,02238341968 = 0,022
Peut-tu me dire où j'ai fais une errreur stp ?
Merci
exactement:
n(e)=0,022 mol
il y'a une erreur de calcul ds l'appliquation numérique du message Posté le 25-02-09 à 14:55 (ds ce topic).
par conséquence la masse de zinc est présente dans la pile neuve est:
m=M.n(e-)/2=65,4.0,022/2=0,72g=720mg
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