La pile qui ne s'use que si l'on s'en sert..

[ecolami]

Bonjour,
Le titre a servi de slogan pour une marque (jadis) célèbre. Mais cela fait réflechir sur le fonctionnement des piles: en effet on réuni dans une pile tout ce qu'il faut pour qu'une réaction ait lieu et apparemment elle n'a pas lieu tant qu'elle ne débite pas de courant. Qu'est-ce qui peut bien empêcher la réaction? J'ai lu qu'en vérité le passage du courant favorisait la réaction et que la pile se dégradait trés lentement quand elle ne débitait rien.

[Maurice]

Ce slogan se rapporte au temps où on fabriquait des piles Leclanché en utilisant simplement du zinc comme anode trempant dans une solution de NH4Cl aqueux. La cathode étant bien entendu faite de dioxyde de manganèse entourant une électrode de graphite. Quand la pile marche, le zinc s'oxyde donne des ions Zn2+ en solution, et fournit des électrons qui vont traverser le circuit extérieur avant d'aller réduire MnO2 en Mn2O3, à la cathode. Mais cette réduction exige l'apport de protons H+ qu'on ne peut pas mettre en solution, car ils attaqueraient le métal zinc quand la pile n'est pas en fonction. C'est pourquoi Leclanché a eu l'idée de remplacer l'acide trop corrosif par l'ion ammonium NH4+, qui est capable de fournir un H+ sans attaquer le métal zinc. Il se passe à la cathode la réaction suiivante :
MnO2 + 2 NH4+ + 2 e- --> Mn2O3 + H2O + 2 NH3
La subtilité du procédé réside dans le fait que l'ammoniaque NH3 ne se dégage pas, donc ne produit pas l'odeur désagréable de NH3, car il se combiner avec l'ion zinc Zn2+ prodiut à l'anode, et forme un complexe [Zn(NH3)4]2+ soluble.
Mais hélas, néanmoins, le zinc s'oxyde lentement dans une telle pile, même si on ne l'utilise pas. Jusqu'au jour où un scientifique de Leclanché a découvert que le zinc reste inaltéré si on le recouvre de mercure, et qu'on forme donc un amalgame de zinc. Dans ce cas, la pile Leclanché ne s'use que si on s'en sert. C'est un truc génial.
Beaucoup plus tard, on a décidé de renoncer au mercure, trop toxique. On l'a remplacé par du gallium, en quantité beaucoup plus petite. C'est ainsi qu'on fait aujourd'hui les piles dites zinc-manganèse, ou les piles alcalines.

[darrigan]

Maurice, merci pour cette explication !

[chatelot16]

merci maurice

comme d'habitude je voyait marqué sur les piles sans mercure , mais jamais d'indication , de comment il avait été remplacé

reste a voir ce que vaut le gallium : il n'y a jamais eu de probleme ecologique avec le gallium parce qu'il n'a jamais été utilisé en grande quantité ... on a encore le temps de le decouvrir

le galluim ressemble au mercure : liquide a basse temperature : il pourait peut etre le remplacer dans d'autre utilisation : par exemple cathode liquide pour electrolyser du sel et faire de la soude

[ecolami]

MERCI MAURICE pour cette explication claire