I) INTRODUCTION

Bien que les phénomènes électriques aient été observés dès l'Antiquité (par frottement d'un morceau d'ambre, elektron en grec, sur de la fourrure) ce n'est que vers 1800 que Alessandro Volta (suite aux travaux de Luigi Galvani sur l'électricité animale) réalisa ses premières piles à base de disques métalliques et de solutions salines.
Le but de cette manipulation est de réaliser une pile rudimentaire similaire à celles réalisées par Volta.


II) MANIPULATION

Partie 1 : Produits et matériel nécessaires

• matériel : voltmètre, ampèremètre, cordons, béchers, électrodes (lames) de cuivre et zinc, tube en U.
• préparer des solutions CuSO₄ et ZnSO₄ 0,1M
• décaper des lames de cuivre et de zinc
• préparation d'un pont électrolytique
  • faire bouillir 250ml d'eau (pour 2 ponts)
  • dissoudre dans la solution bouillante 25g de KNO₃ ou KCl
  • arrêter de chauffer. Dissoudre 5g d'agar-agar. Agiter.
  • remplir à ras bord les tubes en U avec la solution 10% en KNO₃ et 2% en agar-agar
  • laisser refroidir
  • le pont peut être conservé plusieurs jours. Evitez cependant le dessèchement des extrémités.

Partie 2 : Activités

• Activité 1: Quelle réaction ?
  
  Dans un berlin, on introduit 250ml de solution CuSO₄ ou ZnSO₄ et on plonge une tige métallique (cuivre ou zinc). Que se passe-t-il ? Y a-t-il réaction ? La décrire.
  On constate un dépôt noir de cuivre sur l'électrode de zinc plongée dans la solution de sulfate de cuivre. La réaction est
  
  Zn° + Cu²⁺ Zn²⁺ + Cu°
  
  
  
• Activité 2: Montage de la pile
  
  Réaliser le montage comme sur le schéma ci-dessous (photo 69ko). On place d'abord un ampèremètre dans le circuit extérieur. Observe-t-on un courant électrique ? La très faible intensité est due à la résistance interne très élevée. Il serait possible avec cette pile de faire fonctionner une montre à affichage digital ou encore une carte musicale.
  
  On remplace l'ampèremètre par un voltmètre. On mesure ainsi la tension de la pile (1,1 V).
  Cette valeur est en accord avec les potentiels normaux des deux couples redox
  • Cu/Cu⁺⁺ E°=0,345V
  • Zn/Zn⁺⁺ E°=-0,763V

 
III) LIENS

• Quelques articles détaillés sur Theobromine's blog (fr. acc.02/2009)
• Les batteries électriques (Fr. acc.02/2009) et aussi le monde des accus et batteries rechargeables (Fr.acc.02/2009)
• De la technologie plus poussée avec les piles au lithium (document pdf) (Eng. acc.02/2009) sur le site Saft Batteries
• the Electric Battery (Eng. acc.02/2009)
• Les piles Daniell, Volta (It. acc.02/2009) : nombreux renseignements pour la réalisation
• Une autre page consacrée à la pile Cu/Zn (Fr. acc.02/2005) avec animation et une recette pour fabriquer sa propre pile.(en français).
• Quelques pages assez bien détaillées sur les piles électrochimiques (Fr. acc.02/2009) avec exercices
• Un texte de Volta (Eng. acc.02/2005) daté de septembre 1800
• La pile de Bagdad (200 ans av J-C) (Fr. acc.02/2009)... une pile ou un "banal" récipient ? Baghdad battery (Eng. acc.02/2009)
• Alessandro Volta #1 (Fr. acc.02/2009) et #2 (Fr.acc.02/2009).
• La fem d'une pile et la loi de Nernst (Fr.acc.02/2009)
• Comment fonctionne une pile ? sur le site How Stuffs Work (Eng. acc.02/2009)
• le site Duracell , un document pdf (Eng. acc.02/2009) : quelques pages pour expliquer ce qu'est une pile (histoire, composition chimique, une animation shockwave explique le fonctionnement ...)
• Et puis il y a la pile citron (Eng. acc.02/2009), le comment et les utilisations. Ou cette page du site SEED (Eng. acc.02/2009) (comment monter une pile citron, une superpile ... en photos)
• L'agar-agar est un extrait d'algues (Eng. acc.02/2005) et "What is it and where it came from ?" (Eng. acc.02/2005)

IV) LES PRODUITS

• Nos conseils : reconnaître les pictogrammes, liens, ...
• Base de données pouvant être consultée : ChemExper et Chemfinder
• Les "safety sheets" MSDS