Correction - Sujet Bac – Afrique - Juin 2003 ( 2,5 points)
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II ) La pile à combustible :

1) 1. Les porteurs de charge à l'extérieur de la pile sont des électrons.
2. Le courant circule du pôle Å de la pile vers le pôle - à l'extérieur de la pile. Les électrons circulent en sens opposé.

2) 1. couple H⁺_(aq) /H_{2 (g)} : 2 H⁺_(aq) + 2 e^- = H_{2 (g)}
couple O_{2 (g)}/H₂O_(l):O_{2 (g)}+4H⁺_(aq)+4e^-=2H₂O_(l)
2. Equation : 2 H_{2 (g)} + O_{2 (g)} = 2 H₂O_(l)

3) 1. Une réduction est un gain d'électrons.
Le réactif qui est réduit est l'oxydant O₂ , c'est le "combustible" de la pile.

2. L'électrode où se produit la réduction s'appelle la cathode.
Elle reçoit les électrons, c'est donc le pôle Å.

4) 1. n(H₂) = m(H₂) / M(H₂) = 1 500 / 2,0 = 750 mol ;
V(H₂) = n(H₂) . V_m = 750 x 24 = 1,8.10⁴ L = 18 m³
2. Les gaz nécessaires à l'utilisation de cette pile occupent trop de place pour une voiture.
3. Pour occuper moins de place, on peut comprimer ces gaz , augmenter leur pression jusqu'à les obtenir à l'état liquide. V= n.R.T/ P , en augmentant la pression P , on diminue le volume V.

5) 1. I = 200 A ; Q = I . t = 200 x 24 x 3600 = 1,73.10⁷ C
2. Q = n(e^-).F ; n(e^-) = Q / F = 1,73.10⁷ / 96 500 = 179 mol
D'après la demi-équation : 2 H⁺_(aq) + 2 e^- = H_{2 (g)} , n(H₂)_cons = n(e^-) /2 = 89,5 mol