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Quantité d'électricité pile

Posté par
Newgatee
05-02-21 à 17:58

Bonsoir,

On a Qmax=n(e-).F

Le problème c'est qu'à chaque fois je ne sais pas à quoi correspond n(e-).
Je sais qu'il faut s'appuyer sur les demies-équations de chaque électrode, et qu'à partir ded cela on peut en déduire n(e-). Par exemple si on a:

H2(g)=2H++2e-
et
O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H20(l)


Je choisis laquelle de demie équation ?

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 18:05

Bonjour
n(e-) représente la quantité (en moles) d'électrons et F la charge molaire.

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 18:30

Donc à partir des deux demies-équations je peux déterminer n(e-), cela dépendra de ce que je connais je suppose...

Mais je comprends pas pourquoi on  a la relation suivante: n(H2)(g)=\frac{n(e^{-})}{2} et pourquoi H+ n'intervient pas dans la relation ?

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 18:46

Observe bien ta première demie équation : la formation d'une mole de dihydrogène nécessite la traversée du circuit extérieur à la pile par deux moles d'électrons. Donc, de façon plus générale, la quantité de dihydrogène formé est la moitié de la quantité d'électrons traversant le circuit extérieur à la pile. (l'intérieur de la pile n'est pas traversé par des électrons mais par des ions...)

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 19:00

Mais alors que fait 'on des ions H+ ?

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 19:09

Pour te fournir des explications plus précises, peux-tu indiquer si ton étude concerne une pile ou un électrolyseur ?

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 19:33

Il s'agit d'une pile à combustible.

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 19:35

Le message ne précise pas mais le titre parle de pile. Des ions H+ sont donc libérés à l'électrode qui consomme le dihydrogène. Ces ions circulent dans la pile pour disparaître à l'autre électrode. Si tu veux faire le bilan des deux demies équations, il faut prendre en compte la circulation de quatre électrons, ce qui revient à multiplier par deux les coefficients de ta première demie réaction. Tu vas constater que les ions H+ n'interviennent pas dans ce bilan.

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 19:58

effectivement, nous aurions:

2H2(g)+O2(g)=2H20(l)


Mais je ne comprends pas pourquoi on divise n(e-) par 2 , au lieu de le multiplier par 2.  

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 20:11

Reprens mon message de 18h48 :
"Observe bien ta première demie équation : la formation d'une mole de dihydrogène nécessite la traversée du circuit extérieur à la pile par deux moles d'électrons."
un est bien la moitié de deux !
Sinon, tu peux repartir de la définition mathématique des grandeurs proportionnelles puisque tu sais que les quantités sont proportionnelles aux coefficients stœchiométriques :

\dfrac{n\left(e^{-}\right)}{2}=\dfrac{n\left(H_{2}\right)}{1}

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 20:27

ah ok j'ai compris !!!
Donc si on avait eu 3 électrons , on aurait divisé par 3.  

Mais est-ce qu'on peut utiliser l'autre demie-équation pour trouver n(e-)  

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 21:10

Oui bien-sûr.  Histoire de vérifier que tu as compris  : peux-tu écrire la relation entre la quantité de dioxygène  et la quantité d'électrons  ?

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 21:31

On a la demie - équation suivante: O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H20(l).
Donc:
  n(0_{2})_{(g)}+    \frac{n(e^{-})}{4}=\frac{n(H_{2}0)}_{}{2}  

 \Leftrightarrow

n(O_{2})_{g}=\frac{n(H_{2}0)}{2}-\frac{n(e^{-})}{4}

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 21:43

Il s'agit juste de relations de proportionnalité entre les quantités.  La quantité de O2 disparue est égale à la moitié de la quantité d'eau formée et au quart de la quantité d'électrons  ayant traversé le circuit à l'extérieur de la pile.  Que viennent faire ici des signes plus et des signes moins ?

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 22:10

Je pensais que les électrons étaient des réactifs et qu'il régissait avec le dioxygène pour former deux molécule d'eau. Mais ducoup il y a deux égalités ? et d'ailleurs les électrons n'ont plus n'apparaissent pas dans l'équation bilan...

Posté par
vanoise
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 22:21

Les électrons sont créés à une électrode, traversent le circuit extérieur à la pile pour disparaître à l'autre électrode.  Logique donc qu'ils ne figurent pas dans l'équation bilan.
Relis attentivement maintenant mon message de 21h43. Revois aussi ton cours sur les piles.

Posté par
Newgatee
re : Quantité d'électricité pile 05-02-21 à 22:27

D'accord je reviendrai plus tard...
C'est à cause de Macron aussi, difficile de comprendre sans prof...

Posté par
gbm Webmaster
re : Quantité d'électricité pile 06-02-21 à 11:00

Bonjour à vous deux,

@ Newgatee :

Peut-être que cette fiche peut aider : [lien]



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