Principes de l'électrochimie et stockage d'énergie

📋 Plan du Cours

1. Transformation forcée d’un système peu évolué
2. Électrolyse : principe et inversion par rapport à la pile
3. Équations et constantes d’équilibre des réactions
4. Étude quantitative de l’électrolyse : courant et quantité d’électricité
5. Lien entre électrons échangés et masse déposée
6. Accumulateurs : conversion et stockage d’énergie

📖 1. Transformation forcée d’un système peu évolué

🔑 Notions clés & Définitions

• Transformation forcée : Transformation chimique rendue possible par un apport d’énergie externe quand l’évolution spontanée est trop faible à l’échelle macroscopique.
• Constante d’équilibre : Grandeur $K$ qui relie les concentrations des espèces à l’équilibre et indique le sens favorisé de la réaction.

📝 Points essentiels

• Dans l’expérience ①, la réaction s’écrit $\mathrm{Cu^{2+}(aq)+Zn(s)\rightleftharpoons Cu(s)+Zn^{2+}(aq)}$.
• Dans l’expérience ②, la réaction s’écrit $\mathrm{Zn^{2+}(aq)+Cu(s)\rightleftharpoons Zn(s)+Cu^{2+}(aq)}$.
• Si $K_1=1{,}23\times10^{31}$ à 25°C pour l’expérience ①, alors la constante de la réaction inverse vaut $K_2=1/K_1=8{,}13\times10^{-32}$.
• Le cours indique aussi une valeur $K_2=1{,}23\times10^{-31}$, à considérer comme donnée de l’exercice (même si elle contredit $1/K_1$).
• Au début, avec $[\mathrm{Cu^{2+}}]_i=0$, on a $Q_{1,i}=0$ et donc $Q_{1,i}<K_2$, ce qui rend l’évolution spontanée dans le sens direct malgré l’absence d’observation à l’œil nu.

💡 Astuce mémo