Comment peut-on produire de l’électricité avec un liquide et des pièces ?
Difficulté
Facile
Durée
15 minute(s)
Disciplines scientifiques
Chimie, Electricité, Science de la matière, Physique
Introduction
Des pièces de 5 centimes d'euro, des rondelles de bricolage, un peu de carton et de vinaigre et nous voilà sur les traces de Volta !!
- Matériel et outils
Vinaigre blanc 
Le vinaigre d'alcool ou vinaigre blanc peut être obtenu à partir d'un alcool de betteraves.
Le vinaigre blanc est un mélange d'eau et d'acide acétique à hauteur de 6 à 8%. L'acide acétique est obtenu par fermentation d'alcool de betterave ou de maïs.
Carton 
Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.
Pièce en cuivre 
Le cuivre est l'élément chimique de numéro atomique 29, de symbole Cu. Il fait partit des métaux dit de transition.
Diode electro luminescente 
Une diode électroluminescente (abrégé en LED, de l'anglais : light-emitting diode, ou DEL en français), est un dispositif capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique.
Aluminium 
Rouleau d'aluminium
Étape 1 - préparer le matériel
- Découper dans le carton 3 rondelles de la taille d'une pièce de 2 euros
- mettre ces rondelles à tremper dans du vinaigre
- préparer 3 pièces de 5 cents d'euro
- préparer 3 rondelles de brocilage en zinc
- préparer la diode
Étape 2 - montage de la pile
- disposer un morceau de papier aluminium sur la table.
- disposer, sur le papier aluminium, une première rondelle en zinc
- Sur cette rondelle, disposer un premier morceau de carton imbibé de vinaigre
- Sur ce morceau de carton, disposer une pièce de monnaie.
Vous avez commencer à réaliser une petite tour.
- Réaliser à nouveau cette opération avec le reste des pièces, rondelles et carton restant.
Bravo, vous avez crée une pile électrique !
Étape 3 - Allumer la diode
- la diode dispose de 2 côtés : un côté positif (le plus court) et un côté négatif (le plus long)
- Faites en sorte que le côté le plus long vienne toucher le dessus de la pile (pièce de monnaie)
- le côté le plus court doit venir toucher le papier aluminium
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Lorsque la pile est réalisée et que les bornes de la diode (+ et -) viennent au contact de la pile, la diode s'allume !
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Si la diode ne s'allume pas :
1 - vérifier que le montage a été réalisé dans le bon ordre, à savoir : aluminium, rondelle n°1, carton n°1, pièce n°1, rondelle n°2, carton n°2, pièce n°2, rondelle n°3, carton n°3, pièce n°3).
2 - vérifier que les bornes de la diode touchent bien la pile afin que le courant électrique puisse circuler dans le bon sens.
3 - cas extrême : vérifier que les rondelles de bricolage en zinc soient propres et inoxydées.
Explications
Nous avons utilisé 3 métaux différents :
- le cuivre, présent dans les pièces de monnaies
- le zinc, présent dans les rondelles de bricolage
- le papier aluminium
ainsi qu'un acide : le vinaigre.
Applications : dans la vie de tous les jours
Une pile (ou une batterie) de part sa dimension convient bien à tous les objets transportables pour les alimenter en électricité : réveil, lampe torche, appareil photo, lecteur mp3, ...
Le recyclage
Les piles sont des déchets à traiter avec précaution. Elles contiennent des métaux (nickel - cadmium - mercure - plomb - fer - zinc - lithium) dont certains sont toxiques et nocifs pour l'environnement. En outre les piles ne sont évidemment pas biodégradables. Les métaux lourds ont été éliminés de la plupart des piles vendues sur le marché. Ainsi les piles alcalines ne contiennent plus de métaux lourds (sauf à l'état de trace), la loi l'interdisant depuis des années. Certaines piles boutons en revanche contiennent encore du mercure qui est un métal lourd dangereux. C'est également le cas de certains accumulateurs Ni-Cd qui contiennent du cadmium.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Comprendre comment focntionne une pile / une batterie électrique
- Fabriquer de l'électricité à partir d'une réaction chimique
Dernière modification 7/01/2021 par user:Nathanaël Latour.
Draft