PRINCIPE ET FONCTIONNEMENT
Une pile électrique est un générateur qui transforme l'énergie chimique fournie par une réaction d’oxydoréduction en énergie électrique.
Ce dispositif doit son fonctionnement au transfert indirect et spontané d'électrons d'un réducteur vers un oxydant, par l'intermédiaire d’un conducteur métallique.
Les piles sont ainsi constituées de deux compartiments séparés ou "demi-piles" (comportant chacun une électrode) et d’une jonction électrochimique qui permet de faire passer le courant entre ces deux demi-piles, tout en évitant le mélange des deux solutions. Il peut s’agir par exemple d’une solution gélifiée conductrice, concentrée et chimiquement inerte.
Les piles permettent donc de stocker de l'énergie sous forme chimique, avant de la restituer spontanément sous la forme d'un courant électrique exploitable.
En fait, le fonctionnement de la pile de Volta est le suivant :
l'oxydation d'un atome de zinc produit deux électrons :
Zn → 2 e- + Zn2+ (réaction d’oxydation à l’anode, pôle positif)
Ces deux électrons entrent en réaction avec les molécules d’eau dans la solution conductrice :
2 H2O + 2 e- → 2 HO- + H2 (réaction de réduction à la cathode, pôle négatif).
Au total, il y a réaction d'oxydoréduction avec apparition d’une différence de potentiel et d’un courant : on constate qu'il y a production d'hydrogène et que le disque de zinc est, petit à petit, consommé.