La réaction spontanée correspond à la réaction entre l’oxydant et le réducteur le plus
fort, selon :
Bilan de la pile : Cu^'^+ Zn^,,) ^ Cu^;.) + Zn^"^
On a donc :
• À l’anode (pôle négatif) : Zn^s^ ^ Zn^^ + 2 e“
• A la cathode (pôle positif) : Cu^^ +2e ^ Cu(s)
Lorsque la pile débite, les électrons circulent de l’anode vers la cathode dans le fil
reliant les deux métaux, et le courant circule dans le sens inverse. Lorsque la pile est
en fonctionnement, on observe la dissolution de l’anode en zinc et un dépôt de cuivre
sur la cathode en cuivre. La pile débite jusqu’à ce que les potentiels de l’anode et de la
cathode deviennent égaux.
B. La pile de concentration
Une pile de concentration est constituée par deux demi-cellules constituées par exemple
du même métal M et du cation métallique
correspondant, mais à des concentrations
différentes. Cela est représenté sur la figure suivante, pour laquelle la concentration du
compartiment de gauche est inférieure à la concentration de droite.
Pôle -
Lame de métal M
Solution de
diluée
ePont salin
Pôle +
Lame de métal M
Solution de
concentrée
'J 4
U
ü
G J
X
T J
O
c
D
û
Ю
t H
O
f N J
JZ
OJ
>Q .
O
U
Schéma d’une pile de concentration
Initialement, si
, > [M"*]^,„,¡.^¡1 , 2, alors
La pile débite alors jusqu’à ce que le système soit à l’équilibre, ce qui correspond à
l’égalité des potentiels et donc à l’égalisation des concentrations. Dans la demi-pile 2 où
la concentration en
est initialement la plus faible, va se produire une augmentation
de la concentration en M"^c’est-à-dire l’oxydation du métal M. L’électrode de la demipile 2 constitue donc l’anode (pôle négatif). C ’est l’inverse dans la demi-pile 1 où
la concentration en
va diminuer, ce qui correspond à la réduction de M''^ en M.
L’électrode de la demi-pile 1 constitue la cathode (pôle positif).
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