Question pile daniell et sens du courant

Documents relatifs à la première partie du programme

Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede CL64 » 18 Mai 2012, 10:34

Oui merci, ça m'aide beaucoup!
je prends note!
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede Aranel53 » 28 Mar 2013, 09:40

En préparant l'exposé d'agrégation interne "Dispositifs électrochimiques", je suis retombé dans cette discussion et je ne suis pas d'accord avec les passages si dessous, qui ne m'avaient pourtant pas choqués à l'époque :
flo-la-puce a écrit:Je commence par la plaque de zinc d'où partent les électrons pour faire le trajet dans les conducteurs métalliques par le circuit extérieur. Du coup, la plaque de zinc manque d'électrons, donc de charges négatives. C'est donc une zone qui se charge positivement (les ions zinc rejoingnent la solution, la plaque de zinc disparait petit à petit) et, pour retrouver l'électroneutralité, les ions négatifs de la solution vont se rapprocher de la plaque de zinc.

Attention, le zinc ne "manque pas d'électrons", il a tendance à les donner aux autres... la plaque de zinc a un potentiel plus faible que la plaque de cuivre donc c'est le zinc qui est chargé négativement ! et non pas positivement ! J'inverserais aussi le "du coup", car les électrons du circuit se déplacent à cause d'une différence de potentiel quand on relie les deux lames, mais cette différence de potentiel existe aussi en circuit ouvert.
flo-la-puce a écrit:Je reprend ensuite le trajet des électrons dans le circuit, où ils finissent par arriver "au bout" de la plaque de cuivre. Ne pouvant aller plus loin (puisqu'ils ne se déplacent pas dans les solutions), ils s'accumulent et créent une zone chargée négativement. Toujours pour respecter l'électroneutralité, les ions chargés positivement dans la solution (donc les ions cuivre et à leur suite les ions zinc fabriqués) vont se rapprocher de la plaque de cuivre.

Prendre garde aussi à "les électrons finissent par arriver" qui valide une conception séquentielle du courant qui pose beaucoup beaucoup de problèmes chez nos élèves.
Par contre, il est incorrect de dire que les électrons "s'accumulent" dans la plaque de cuivre car celle-ci est la borne positive de la pile ! Il n'y a donc pas d'accumulation. C'est l'inverse, c'est le fait que les électrons qui sont par là se retrouvent piégés par les ions cuivre que ça fait qu'il en manque (borne +) et en fait descendre d'autres qui font bouger tous les électrons du circuit de proche en proche et qu'en bout de course se sont les atomes de zinc qui lâchent les leurs car les ions cuivre "tirent plus fort" que les atomes de zinc comme l'explique Philippeg. Comme les électrons partent du zinc, c'est la borne négative, comme les électrons arrivent au cuivre, c'est la borne positive.

Est-ce que c'est correct ou est-ce que je n'ai pas assez dormi ?
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede flo-la-puce » 28 Mar 2013, 22:06

Ca commence à dater mais si je me souviens bien, c'est surtout pour essayer de leur faire comprendre pourquoi dans les piles les ions négatifs de la solution se dirigent vers la plaque négative et les ions positifs vers la plaque positive, ce qui va à l'encontre de ce qu'ils retiennent volontier facilement : le + attire le - ... que j'avais fait cette explication.
Bon c'est vrai que c'était la 1ère fois (et la seule à l'heure actuelle car en congé mat ma 1ère année de collège et encore cette année) que je faisais ça avec des 3ème qui n'ont donc aucune notion en électrochimie ... et que ça c'est fait un peu sur le vif : donc il fallait bien "démarrer" les explications par un bout du circuit ...
Quand je parle de zone positive ou négative, sur le schéma j'entourais une toute petite partie de la plaque dont j'étais en train de parler (et pas de la plaque entière) et que c'est dans cette petite zone qu'on retrouve le fait que le + et le - s'attirent. Ex : en partant de la plaque de zinc, les premiers atomes de zinc qui perdent 2 électrons pour se transformer en ions créent un petite zone où il manque des électrons donc une zone positive vers laquelle les ions négatifs de la solution vont se déplacer. Bien évidemment, ces ions zinc vont rapidement se déplacer eux même dans la solution et se sont les atomes de zinc voisins qui vont à leur tour perdre des électrons etc ...

Comme je disais, sur le vif, je n'ai pas spécialement en tête les potentiels des plaques et donc qui est le moteur du mouvement des électrons ...la boucle des explications est peut-être à démarrer ailleurs que par la plaque de zinc ... mais c'est ce que tu écrivais aussi :

Aranel53 a écrit:Les atomes de zinc perdent deux électrons et deviennent des ions zinc Zn2+, les électrons poussent tous ceux du circuit et de l'autre côté, des électrons "disponibles" vont transformer des ions cuivre Cu2+ en atomes de cuivre sur l'électrode de cuivre, qui grossit. La solution gagne donc des ions zinc et perd des ions cuivre.


il est vrai que tout se fait en même temps et c'est a préciser à l'oral mais on ne peut pas tout dire en simultané ...
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede Aranel53 » 31 Mar 2013, 13:17

Tout à fait, comme on ne peut pas tout dire, il est délicat de faire comprendre la notion de boucle simultanée ! J'étais moi aussi à l'envers concepteuellement dans le passage que tu cites ! ;)

Je pense en effet que la boucle d'explication est plus pertinente si on la démarre du point de vue des ions cuivre qui s'approchent de la plaque de zinc et qui tirent les électrons, mais bon, on fait ce qu'on peut ! :)

J'ai essayé de clarifier ça dans un document bilan sur la pile Daniell à la fin de cette discussion : Pile Daniell et pont salin
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede Mickaël » 31 Mar 2013, 14:52

Pour faire comprendre aux élèves que les anions se dirigent vers l'électrode négative dans la pile, je leur fait un petit rappel de 5ème :
1) Je trace au tableau un circuit série avec une pile et un récepteur quelconque. Petit détail : je schématise une grosse pile pour y faire des flèches à l'intérieur plus tard.
2) Je leur fait me rappeler le sens conventionnel du courant, et donc des électrons dans le circuit (ce qui permet de faire un rappel sur les chapitres précédents).
3) En traçant le sens de déplacement des électrons (y compris dans la pile), ils se rendent compte qu'ils vont de la cathode vers l'anode à l'extérieur de la pile, et donc de l'anode à la cathode à l'intérieur de la pile.
4) Ils comprennent ainsi que dans la pile, les charges négatives se dirigent vers l'anode et que les charges positives se dirigent vers la cathode.

Du coup, les élèves comprennent parfaitement pour le déplacement des charges ne correspond pas à ce qu'on avait dit plus tôt dans l'année. Il ne faut pas confondre à l'intérieur de la pile et à l'extérieur de la pile. D'ailleurs, j'en parle souvent oralement dés la cinquième.
Pour mes troisièmes, j'insiste lourdement sur le fait qu'on s’intéresse durant ce chapitre à ce qui se passe DANS la pile.

Inconvénient : j'ai peur de leur inculquer de mauvaises conceptions qui pourrait poser des problèmes en première S.
Dans la réalité, c'est la réaction redox qui est à la base de tout le raisonnement qui abouti, à la fin, sur le sens du courant à l'extérieur de la pile. J'ai peur que d'une manière ou d'une autre, ils aient un blocage sur ce point.
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede Aranel53 » 31 Mar 2013, 15:08

C'est sûr qu'il faut bien différencier l'intérieur et l'extérieur de la pile. Mais je ne pense pas qu'il faille soulever le problème nous même sur dans quel sens vont les ions à l'intérieur de la pile car c'est complexe, il y a plusieurs phénomènes différents et on s'en fout un peu tant qu'on a nos électrons qui se déplacement dans le circuit extérieur... non ? ;)

Si tu es par là, tu as lu mon document ?
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede Mickaël » 31 Mar 2013, 20:35

C'est complexe si on veut expliquer pourquoi les ions migrent.

Pour ma part, j'explique simplement aux élèves pourquoi, dans le vocabulaire (le + attire le +, ...), on a l'impression que le sens de migration est inversé à l’intérieur de la pile.

Par ailleurs, je pense qu'il est important de faire le lien entre la physique et la chimie. Le sens de migration des électrons est un parfait lien, rapide à faire et facilement compréhensible par les élèves.

PS : j'ai répondu à ton très bon document dans le topic adéquat.
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede candy » 08 Déc 2013, 21:05

Cette année, j'ai eu des ambitions modestes... en effet, la confusion interieur / exterieur de la pile amene a du grand n'importe quoi sur le sens du courant qu'ils connaissent pourtant parfaitement en cinquieme!
Je leur ai montre un extrait de c'est pas sorcier qui explique bien les choses.
J'ai repris avec eux ce qui se passe au niveau de la borne moins seulement en disant:
Vous connaissez le sens du courant depuis la cinquieme. Vous savez maintenant ce qu'est le courant electrique. On represente alors les electrons qui "partent de la borne -".
Du coup, on dit qu'au niveau de la borne -, des atomes perdent des electrons et deviennent des ions positifs => la borne - se ronge.
Ca permet de rester dans les lignes du BO : La pile est le siège d'une réaction chimique, la consommation des réactifs entraine l'usure de la pile.
A voir avec le niveau de la classe...
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Re: Question pile daniell et sens du courant

Messagede stephaniecarrasco1 » 16 Mai 2016, 19:35

moi j'utilise le site suivant
https://www.ac-clermont.fr/disciplines/ ... imique.swf
si ça peut aider?
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