L accumulateur au plomb
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L'accumulateur au plomb PowerPoint PPT Presentation


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L'accumulateur au plomb. Deux électrodes en plomb sont dans une solution d’acide sulfurique. Électrode en plomb. Électrode en plomb. Solution concentrée d’acide sulfurique  : 2 H +  ; SO 4 2 -. L'accumulateur au plomb. L’une des électrodes est recouverte d’oxyde de plomb PbO 2.

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L'accumulateur au plomb

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


L accumulateur au plomb

L'accumulateur au plomb

Deux électrodes en plomb sont dans une solution d’acide sulfurique

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


L accumulateur au plomb1

L'accumulateur au plomb

L’une des électrodes est recouverte d’oxyde de plomb PbO2

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


L accumulateur au plomb2

L'accumulateur au plomb

Des connecteurs permettent de relier les électrodesà un circuit électrique

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


L accumulateur au plomb3

L'accumulateur au plomb

Le fonctionnement met en jeu deux couples redox

Pb2+/Pb

PbO2/Pb2+

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


L accumulateur au plomb4

L'accumulateur au plomb

Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons :

transformation

type de dipôle

fonctionnement

Pile

spontanée

générateur

décharge

Électrolyse

forcée

récepteur

charge


L accumulateur au plomb5

L'accumulateur au plomb

Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons :

transformation

type de dipôle

fonctionnement

Pile

spontanée

générateur

décharge

Électrolyse

forcée

récepteur

charge


L accumulateur au plomb6

L'accumulateur au plomb

Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons :

transformation

type de dipôle

fonctionnement

Pile

spontanée

générateur

décharge

Électrolyse

forcée

récepteur

charge


L accumulateur au plomb7

L'accumulateur au plomb

Cet accumulateur peut fonctionner de deux façons :

transformation

type de dipôle

fonctionnement

Pile

spontanée

générateur

décharge

Électrolyse

forcée

récepteur

charge


L accumulateur au plomb8

L'accumulateur au plomb

Étude de la décharge

Lors de la décharge, l’accumulateur se comporte comme une pile.


D charge de l accumulateur au plomb

mA

COM

A

R

Décharge de l'accumulateur au plomb

On relie les bornes par un circuit électrique

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


D charge de l accumulateur au plomb1

i

i

i

Décharge de l'accumulateur au plomb

L’ampèremètre mesure une intensité positive

mA

COM

A

R

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


D charge de l accumulateur au plomb2

i

i

i

Décharge de l'accumulateur au plomb

Cela permet de définir les polarités des bornes

mA

COM

A

R

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


D charge de l accumulateur au plomb3

i

i

i

e-

e-

Décharge de l'accumulateur au plomb

Dans le circuit électrique, le courant est du à la circulation des électrons

mA

COM

A

R

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


D charge de l accumulateur au plomb4

i

i

i

e-

e-

2e-

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Les électrons sont libérés par l’oxydation du plomb

mA

COM

A

R

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb5

i

i

i

e-

e-

2e-

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Cela consomme le plomb de l’électrode

mA

COM

A

R

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb6

i

i

i

e-

e-

2e-

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Cela consomme le plomb de l’électrode

mA

COM

A

R

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb7

i

i

i

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Les électrons sont consommés par la réduction de l’oxyde de plomb

mA

COM

A

R

Réduction

PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb2+ + 2 H2O

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb8

i

i

i

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Cela consomme l’oxyde de plomb qui recouvre l’électrode

mA

COM

A

R

Réduction

PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb2+ + 2 H2O

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb9

i

i

i

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Cela consomme l’oxyde de plomb qui recouvre l’électrode

mA

COM

A

R

Réduction

PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb2+ + 2 H2O

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb10

i

i

i

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Décharge de l'accumulateur au plomb

Cela permet de définir la nature des électrodes

mA

COM

A

R

CATHODE

ANODE

Réduction

PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb2+ + 2 H2O

Oxydation

Pb = Pb2+ + 2 e-


D charge de l accumulateur au plomb11

borne -

borne +

Décharge de l'accumulateur au plomb

L’équation est celle du fonctionnement spontané :

Oxydation à l’anode Pb = Pb2+ + 2 e-

Réduction à la cathode PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb2+ + 2 H2O

Équation PbO2 + Pb + 4 H+ = 2 Pb2+ + 2 H2O

La décharge de l’accumulateur au plomb consomme les solides des électrodes et des ions H+ de l’électrolyte (le pH augmente).


L accumulateur au plomb9

L'accumulateur au plomb

Étude de la charge

Lors de la charge, il se produit une électrolyse.

Il faut utiliser un générateur pour «charger» l’accumulateur.


Charge de l accumulateur au plomb

générateur

Charge de l'accumulateur au plomb

On relie les bornes par un circuit électrique contenant un générateur

La borne + du générateur est reliée à l’électrode d’oxyde de plomb

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


Charge de l accumulateur au plomb1

i

i

générateur

Charge de l'accumulateur au plomb

Le générateur impose le sens du courant

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


Charge de l accumulateur au plomb2

i

i

générateur

e-

e-

Charge de l'accumulateur au plomb

Dans le circuit électrique, le courant est du à la circulation des électrons

Électrodeen plomb

Électrodeen plomb

recouverte d’oxyde de plomb

Solution concentrée d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO42-


Charge de l accumulateur au plomb3

i

i

générateur

e-

e-

2e-

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Les électrons sont consommés par la réduction des ions plomb II

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb4

i

i

générateur

e-

e-

2e-

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Cela forme du plomb solide qui se dépose sur l’électrode

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb5

i

i

générateur

e-

e-

2e-

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Cela forme du plomb solide qui se dépose sur l’électrode

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb6

i

i

générateur

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Les électrons sont libérés par l’oxydation des ions plomb II

Oxydation

Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e-

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb7

i

i

générateur

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Cela forme de l’oxyde de plomb qui se dépose sur l’électrode

Oxydation

Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e-

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb8

i

i

générateur

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Cela forme de l’oxyde de plomb qui se dépose sur l’électrode

Oxydation

Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e-

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb9

i

i

générateur

e-

e-

2e-

2e-

Pb2+

PbO2

Pb2+

Pb

Charge de l'accumulateur au plomb

Cela permet de définir la nature des électrodes

ANODE

CATHODE

Oxydation

Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e-

Réduction

Pb2+ + 2 e- = Pb


Charge de l accumulateur au plomb10

Charge de l'accumulateur au plomb

L’équation est celle du fonctionnement forcé :

Oxydation à l’anode Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e-

Réduction à la cathode Pb2+ + 2 e- = Pb

Équation 2 Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + Pb + 4 H+

La charge de l’accumulateur au plomb forme les solides des électrodes et des ions H+ de l’électrolyte (le pH diminue).


L accumulateur au plomb10

L'accumulateur au plomb

transformation

type de dipôle

électrode de Pb

électrode de PbO2

Charge

forcée

récepteur

cathodereliée au - du générateur

anodereliée au + du générateur

Décharge

spontanée

pile

anode- de la pile

cathode+ de la pile


L accumulateur au plomb11

L'accumulateur au plomb

transformation

type de dipôle

électrode de Pb

électrode de PbO2

Charge

forcée

récepteur

cathodereliée au - du générateur

anodereliée au + du générateur

Décharge

spontanée

générateur

anode- de la pile

cathode+ de la pile


L accumulateur au plomb12

L'accumulateur au plomb

transformation

type de dipôle

électrode de Pb

électrode de PbO2

Charge

forcée

récepteur

cathodereliée au - du générateur

anodereliée au + du générateur

Décharge

spontanée

générateur

anode- de la pile

cathode+ de la pile


L accumulateur au plomb13

L'accumulateur au plomb

transformation

type de dipôle

électrode de Pb

électrode de PbO2

Charge

forcée

récepteur

cathodereliée au - du générateur

anodereliée au + du générateur

Décharge

spontanée

générateur

anode- de la pile

cathode+ de la pile


Les accumulateurs

Les accumulateurs

Il n’y a pas que des accumulateurs au plomb.

Il existe de nombreux autres types d’accumulateurs  :

- nickel-cadmium (Ni-Cd)

- nickel-hydrure métallique (Ni-MH)

- lithium-ion (Li-ion)...

L’expression « pile rechargeable » est souvent utilisée à tort pour désigner un accumulateur.

Les batteries comme celle de démarrage des automobiles ou celles des téléphones portables sont constituées de plusieurs accumulateurs associés en série (pour augmenter la f.é.m.) et/ou en parallèle (pour augmenter l’énergie emmagasinée).


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