Méthode 4 - Compléter le schéma du fonctionnement d'une pile électrique

Il est souvent demandé de compléter le schéma de fonctionnement d'une pile à partir du signe de la tension à vide. Le raisonnement suivant doit être mené en globalité et justifié :

• analyser le signe de la tension à vide et les branchements des électrodes sur le voltmètre pour déterminer la polarité de la pile (une tension à vide mesurée positive indique que l’électrode branchée à la borne V du voltmètre est la borne positive de la pile ; si la tension à vide est négative, c’est l’inverse) ;
• en déduire le sens du courant puis le sens de déplacement des électrons dans les fils ;
• en déduire la nature de l'anode (demi-pile où il y a oxydation = consommation d'électrons) et celle de la cathode (demi-pile où il y a réduction = formation d'électrons) de la pile ;
  
• écrire les deux demi-équations électroniques dans le sens compatible avec les réactions identifiées aux électrodes (oxydation ou réduction) ;
• si demandé : représenter par une flèche la libération et/ou la consommation des espèces dans les demi-piles ;
• représenter par une flèche les déplacements d'ions depuis le pont salin (ou à travers une membrane) pour assurer l'électroneutralité des solutions.

Exercice 

Recopier et compléter le schéma de la pile Daniell ci-dessous avec les informations suivantes :

• polarité de la pile ;
• sens du courant et sens de déplacement des électrons dans les files ;
• anode et cathode de la pile ;
• sens de déplacement des ions dans les électrolytes et dans le pont salin.

Donnée : le pont salin contient un gel d'une solution de nitrate de potassium (\(\mathrm{K^{+}(aq);NO_3^{-}(aq)}\)).