Tant que la pile
débite, c’est à dire que l’ampèremètre
qui relie les deux électrodes
indique un courant non nul, des électrons
sont transférés du réducteur
vers l’oxydant.
Il y a donc évolution du système
chimique.
La réaction
d’oxydoréduction qui
assure le fonctionnement de la pile est caractérisée par
une constante d’équilibre K. Le système chimique
est lui défini par le quotient de réaction Qr, qui s’exprime
en fonction des concentrations des espèces en solution dans les
deux demi-piles.
Lors du fonctionnement de la pile, Qr augmente et tend vers K. L’apparition
d’un courant électrique dans le circuit extérieur
est la preuve de la transformation chimique qui se produit dans la pile.
Lorsque Qr devient égal à K, le système
chimique est à l’équilibre
et la pile ne débite plus.
Du point de vue énergétique, la pile assure la conversion
d’une partie de l’énergie chimique libérée
en énergie électrique, puis le transfert de cette énergie
électrique au milieu extérieur.
L’autre partie de l’énergie chimique fournie est
directement cédée au milieu extérieur par transfert
thermique. C’est pourquoi une pile s’échauffe lors
de son fonctionnement.
Chacun sait que la durée d’utilisation d’une pile
est limitée. En effet, quand toute l’énergie chimique
stockée dans la pile a été transférée
au milieu extérieur, le mécanisme s’arrête.
La pile est alors usée ou déchargée.
Cela montre que la transformation chimique observée dans le cas
des piles est non seulement spontanée mais également irréversible.
Une fois la pile usée, il n’y a en effet aucune possibilité
de retour à l’état initial des réactifs.
Lorsque la pile est usée, il faut évidemment la jeter,
mais pas n'importe où car les piles contiennent des produits
toxiques et polluants. Des poubelles spécialement prévues
à cet effet sont mises en place.
Les piles rechargeables, qui sont en fait des accumulateurs,
utilisent à la fois le principe de fonctionnement des piles (pour
la décharge) mais également celui de l'électrolyse
(pour la charge). La partie consacrée à l'électrolyse
explique le fonctionnement d'un accumulateur.
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