Jean-Paul Bertemes (FNR)

Vidéo de l’expérience

Les piles sont normalement composées de 2 métaux différents (cuivre et zinc dans notre exemple) et d’un acide (suc de pomme de terre). Le clou et les pièces de monnaie ont une fonction d’électrodes : un pôle positif (cuivre) et un pôle négatif (zinc).

Compte tenu des risques (voir ci-dessous), il est recommandé de faire cette expérience en présence d'un adulte.

La connexion des métaux et de la pomme de terre induit un processus chimique dans le suc de la pomme de terre :  comme les électrons ne sont pas aussi fortement liés aux atomes (voir infobox) de zinc qu’aux atomes de cuivre, le zinc transmet ses électrons au cuivre. Le flux des électrons se fait dans notre exemple à partir du clou de zinc à travers le cable électrique, l'ampoule, le cable électrique vers la pièce de monnaie en cuivre. Ce flux d’électrons c'est l’électricité.

Dans notre expérience l’acide a la fonction d’un "carburant" : quand il est consommé le courant électrique s’arrête.

Expérimentation

Cette expérience peut se faire également avec des fruits (oranges, citrons) et des cornichons. Tu peux également utiliser le vinaigre comme acide.
Au lieu de clous tu peux également utiliser des trombones ou du papier aluminium.
Il est très important de connecter l’ampoule LED correctement à la pile : le pied long au cuivre et le pied court au zinc (sinon elle ne s’allumera pas).
Comme une seule pile ne fournit pas assez d’énergie pour que l’ampoule s’allume, tu devras construire plusieurs piles et les connecter correctement. Relie chaque fois le clou en zinc d'une pomme de terre à la pièce de monnaie en cuivre d'une autre pomme de terre.

Vie quotidienne

Le suc de la pomme de terre (électrolyte) ainsi que les clous et les pièces de monnaie (électrodes) forment ensemble une cellule galvanique, où l’énergie chimique est transformée en énergie électrique. Une pile de 1,5 V est également une cellule galvanique et une pile de 9V est composée de 6 piles de 1,5 V connectées.

Mises en garde

Les réactions chimiques qui se font lors de cette expérience dans la pomme de terre (ou les fruits) peuvent produire des substances toxiques. Les pommes de terre et les fruits ne devront donc plus être consommés après leur utilisation en tant que piles.
Les piles achetées contiennent des acides forts (acide chlorhydrique) et ne doivent être démontées en aucun cas.

Texte: Claude Heidt (MNHN), Jean-Paul Bertemes (FNR), Joseph Rodesch (FNR)
Vidéo: Jean-Paul Bertemes (FNR)

Infobox

Atomes

Les atomes sont des composants minuscules de tout ce qui existe sur terre (métaux, bois, verre, eau, air, personnes, animaux, plantes, etc.). Ils sont si petits que nous ne les pouvons même pas observer au microscope.Chaque atome possède un noyau autour duquel tournent les électrons (comme des satellites).

Inventeur de la cellule galvanique

Le médecin Luigi Galvani a découvert la cellule galvanique. Il remarquait il y a 200 ans qu’en touchant une cuisse de grenouille avec deux métaux différents entraînait des contractions musculaires. Alessandro Volta perfectionnait l’expérience quelques années plus tard et construisait la première pile. Il utilisait des serviettes trempées dans l’eau salée (électrolyte) et des pièces de cuivre et de zinc (électrodes) empilées les unes sur les autres.

Même si les composants d’une pile moderne ont changé, le principe reste le même : deux électrodes et un électrolyte produisent de l’électricité.

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