TPE: la pile à hydrogène

INTRODUCTION

I HISTORIQUE ET FONCTIONNEMENT

II. PRODUCTION DU DIHYDROGENE

III STOCKAGE DU DIHYDROGENE

IV DISTRIBUTION ET UTILISATION

CONCLUSION

ANNEXE 1: l'électrolyse de l'eau

ANNEXE 2: utilisation dans les transports en commun

ANNEXE 3: FUSEE

BIBLIOGRAPHIE

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expérience 1 : ELECTROLYSE DE L'EAU

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L'eau pure contient des ions H⁺ et des ions OH^- , mais en concentration très faible puisque celle-ci est de l'ordre de 10-7 mol.L^-1. Elle est donc un mauvais conducteur de l'électricité.

Pour diminuer la résistance interne de l'électrolyseur, on ajoute à l'eau un électrolyte dont les ions faciliteront le passge du courant dans la solution. Ces ions ne doivent pas donner de réactions parasites aux électrodes.

Nous avons effectué l'électrolyse d'une solution d'acide sufurique H₂SO₄ qui contient essentiellement des molécules d'eau H₂O et des ions hydrogènes H⁺ et des ions sulfates SO₄^2-.

MATERIEL:

• 1 éléctrolyseur
• 2 fils électriques
• 1 solution d'acide sulfurique ( C = 1 mol.L^-1)
• 2 tubes à essai
• 1 générateur

PROTOCOLE EXPERIMENTAL

1. Effectuer le montage présenté (dans le document word à télécharger)


2. Verser la solution d'acide sulfurique dans l'électrolyseur de façon à recouvrir les 2 électrodes complètement.




3. Coiffer les deux électrodes de tubes à essai de façon à ce qu'il n'y ait pas de bulle d'air dans les tubes à essai.




4. Allumer le courant

OBSERVATIONS

1. Des dégagements gazeux apparaissent lorsque la tension entre les bornes du générateur atteint environ 1.85V.
2. On observe un gaz incolore dans les deux tubes à essai.
3. On observe que le gaz reccueilli aux bornes de la cathode a un volume deux fois plus important que celui dans le tuve à essai recueillant le gaz provenant de l'anode.

TEST DE RECONNAISSANCE

1. Lorsqu'on approche une allumette allumée au tube à essai situé au niveau de la cathode, il y a une détonation ou un "aboiement". Le gaz reccueilli au niveau de la cathode est donc du dihydrogène.




2. Lorsqu'on approche une bûchette au rouge au tube à essai situé au niveau de l'anode, la bûchette se ravive. LE gaz recueilli au niveau de l'anode est donc du dioxygène.

INTERPRETATION

1. Le dégagement de dioxygène à l'anode résulte de la réaction électrochimique d'oxydation selon la demi-équation électronique: H₂0 => 2H⁺ + 2e^- + 1/2 O₂


2. Le dégagement de dihydrogène à la cathode résulte de la réaction électrochimique de réduction de l'ion hydrogène selon la demi-équation électronique: 2H⁺ + 2e^- => H₂

BILAN

        H₂0 => 2H⁺ + 2e^- + 1/2 O₂

2H⁺ + 2e^- => H₂

-------------------------------------

        H₂O => H₂ + 1/2 O₂   

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