La cellule à solution saline

Les métaux immergés dans l'eau ont tendance à s'ioniser et à se dissoudre, laissant leurs électrons à la surface du métal lui-même. Il en résulte donc une différence de potentiel entre la solution, chargée positivement, et le métal, chargé négativement.

Les métaux ont tendance à se dissoudre dans une solution aqueuse sous forme d’ions ; dans le cas du cuivre et du zinc, on observe les réactions suivantes : Cu ↔ Cu²⁺ + 2e⁻.

En raison de la plus grande tendance à la dissolution ou, pour mieux dire, de la plus grande stabilité de l'état oxydé, davantage d'atomes de zinc passent à l'état ionique que d'atomes de cuivre.

Lorsque les ions passent en solution, les électrons correspondants restent sur les métaux, ce qui leur confère une charge négative.

Le processus s'arrête lorsque la densité des électrons sur l'électrode est suffisante pour empêcher de nouveaux ions de quitter l'électrode.

Si la pile est court-circuitée (par exemple en reliant les électrodes à l'aide d'un fil à faible résistance), les électrons passeraient du zinc au cuivre et la feuille de zinc se dissoudrait entièrement (ce processus s'apparente à la corrosion).

Il convient de noter que les ions positifs ne se dispersent pas dans l'eau, mais restent très proches des électrodes en raison de la présence d'électrons sur celles-ci (qui exercent une force d'attraction sur les ions positifs). Cette couche positive est appelée « couche de Helmholtz » et on dit alors que l'électrode est polarisée.

• Multimètre numérique — 2275.10
• 1 × Fil de raccordement, rouge — 2522.03-04
• 1 × Fil de raccordement, noir — 2522.04-08
• 2 pinces crocodiles — 2531,52
• 1 × électrode en cuivre — 4716.21
• 1 × électrode de zinc — 4716.16
• Couvercles de cellules d'essai — 4718.10
• Bécher de 50 ml — 1118.15

• Solution de nitrate de potassium, 1 M — R:8
• Solution de chlorure de sodium 1 M

• Notez la tension et décrivez toute variation observée lors de la mesure.
• Commentez vos résultats. Y a-t-il des différences entre les deux mesures ?