A – Qu’est ce que le courant électrique dans un métal ?

 

 

-          Tous les métaux sont conducteurs.

-          Un atome métallique a 1, 2, 3 électrons périphériques.

 

Ex : 1 atome d’aluminium a 13 e^- :

              10 très liés au noyau

              3 plus libres, appelés « périphériques ».

 

Sous l’impulsion  du générateur (quand on ferme le circuit) les électrons libres prennent un mouvement d’ensemble.

La borne  les attire, alors que la borne  les repousse :

c’est un mouvement d’ensemble d’électrons libres.

 

 

Dans un isolant (verre, matières plastiques) il n’y a pas d’électrons libres. Tous les électrons sont liés.

 

Remarque : A la fermeture du circuit, le mouvement d’ensemble des électrons libres s’établit presque instantanément. Mais dans un fil de connexion, la vitesse des électrons est faible : quelques mm/seconde.

 

 

 

 

B – Nature du courant électrique dans une solution

 

Expérience 1 :

 

1 - eau du robinet 8 mA éteinte 2 - eau sucrée 17 mA éteinte 3 - eau salée 200mA allumée

 

Interprétation :

 

L’eau douce et l’eau sucrée ne sont pratiquement pas conductrices et ne contiennent quasiment que des molécules.

L’eau salée est conductrice et contient des ions.

 

Formule : H₂O

                 C₁₂H₂₂O₁₁

 

Une solution est conductrice si elle contient des ions.

 

Expérience 2 :

 

Dispositif :

 

- 1 tube en U - 3 solutions A, B et C - 2 électrodes de graphite - 1 générateur de tension continue

 

On fait passer un courant pendant quelques minutes…

 

Les 3 solutions :

 

A  sulfate de cuivre → Cu²⁺ + SO^2-₄

B  dichromate de potassium → Cr₂O^2-₇ + 2K⁺

C  acide sulfurique dilué → 2H⁺ + SO^2-₄

 

Observations :

 

 

L’électrode reliée à la borne  est appelée anode

L’électrode reliée à la borne  est appelée cathode.

 

Interprétation :

 

Les ions cuivre Cu²⁺ sont attirés par la cathode.

Les ions dichromate Cr₂O^2-₇ sont attirés par l’anode.

 

Conclusion :

 

La cathode qui est reliée à la borne  attire les ions  ou cations.

L’anode qui est reliée à la borne  attire les ions  ou anions.

Il y a double circulation d’ions dans la solution.

 

Le courant électrique dans une solution est un déplacement d’ions.

 

Les ions + ou cations se déplacent vers la cathode.

Les ions – ou anions se déplacent vers l’anode.

 

Sens conventionnel = sens des cations = sens inverse des anions

 

C – Sens du courant électrique dans une solution

 

 

remarque : quand une solution est traversée par un courant, il se produit une électrolyse, c’est l’ensemble de 2 réaction chimiques :

  - à la cathode,  une réaction qui consomme des e^-

  - à l’anode,  une réaction qui libère des e^-

 

Dans un métal, le sens conventionnel du courant est le sens inverse de déplacement des électrons libres.

 

Dans une solution,  le sens conventionnel du courant est le sens de déplacement des cations et le sens inverse de déplacement des ani