Une pile Daniell est consituée d'un compartiment contenant V1=100mL d'une solution de sulfate de cuivre de concentration C1=0,150mol·L-1 dans lequel on plonge une électrode en cuivre, et un second contenant V2=100mL d'une solution de sulfate de zinc de concentration C2=0,100mol·L-1 dans lequel on plonge une électrode de zinc de masse m=15,0g. Les compartiments sont reliés par un pont salin d'iodure de potassium (K+ + I-).
On donne les deux couples \(\displaystyle \mathrm{ Cu^{2+} / Cu }\) et \(\displaystyle \mathrm{ Zn^{2+} / Zn }\) ; la masse molaire du zinc MZn=65,4g·mol-1 et le faraday F=96500 C·mol-1.
Ecrire les demi-équations relatives aux deux couples, puis l'équation de réaction de la pile sachant qu'après plusieurs minutes on observe un dépôt de cuivre sur l'électrode de cuivre et une dégradation de l'électrode de zinc.
Identifier la cathode et l'anode, puis précier le sens de migration des ions du pont salin.
Quel est le réactif limitant ?
En déduire la durée de vie Δt de la pile si elle débite un courant I=10mA.
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