En 1781, Luigi Galvani, anatomiste et médecin italien, réalise des expériences pour comprendre l'influence de l'électricité sur les êtres vivants. Il utilise, comme ses contemporains, une bouteille de Leyde ou une machine électrostatique pour obtenir la contraction des muscles. Mais lorsqu'il suspend une grenouille par un crochet en cuivre sur des barreaux en fer, elle est immédiatement animée de soubresauts, comme si elle était encore en vie. Il émet alors l'hypothèse d'une électricité animale produite par les muscles et libérée par les métaux.

1. Après la lecture du texte « Une expérience historique », que pensez-vous de l'hypothèse de Galvani ? Quelle explication permettrait de le contredire ?

2. Cette expérience fut indirectement à l'origine d'une grande invention quelques années plus tard, par un contemporain de Galvani qui a tenté de réfuter son hypothèse.

Rechercher qui est ce scientifique et l'invention dont il est à l'origine.

3. Expliquer brièvement le principe de fonctionnement de cette invention.

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28
Piles électrochimiques

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique/physique : écrire l'équation/l'ajuster

Georges Leclanché a été un des précurseurs des piles en proposant en 1868 une pile saline zinc/dioxyde de manganèse. De nombreux autres types de piles électrochimiques ont depuis été inventés, comme la pile alcaline. La différence entre la pile saline et la pile alcaline réside dans l'électrolyte (corps entre les électrodes). Ainsi, il peut exister des piles zinc \text{Zn}/dioxyde de manganèse \mathrm{MnO}_{2} salines et alcalines. Celles-ci mettent en jeu les couples \mathrm{ZnO}(\mathrm{s}) / \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) et \mathrm{MnO}_{2}(\mathrm{s})/ \mathrm{Mn}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}) en milieu basique.

1. Écrire les demi-équations des couples \mathrm{ZnO}(\mathrm{s}) / \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) et \mathrm{MnO}_{2}(\mathrm{s})/ \mathrm{Mn}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}) .

2. En déduire l'équation de la réaction.

Méthode

Pour équilibrer des demi-équations redox en milieu basique, il faut faire intervenir l'ion \mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) du côté du réducteur et la molécule d'eau \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) du côté de l'oxydant.

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29
Nanoparticules d'or

✔ RAI/ANA : Utiliser des observations/des mesures/des documents pour répondre à une problématique

Les propriétés optiques de certains matériaux peuvent changer quand la taille des particules est inférieure aux longueurs d'onde du spectre visible (nanoparticules) : l'or est un de ces matériaux. La technologie et l'emploi des nanoparticules se sont fortement développés depuis peu, mais leur fabrication était déjà connue sous l'Empire romain. Elle était notamment développée pour la coloration du verre. Une des méthodes de formation a été développée en 1951. C'est une réaction d'oxydoréduction entre l'acide tétrachloroaurique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{Au}^{3+}(\mathrm{aq})\right. ; 4 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) ) et une solution aqueuse de citrate de sodium \left(3 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{O}_{7}^{3-}(\mathrm{aq})\right) à la température d'ébullition de l'eau.

Coupe en or - IV^e siècle

1. Quel montage faut-il réaliser pour éviter de perdre l'eau qui va se vaporiser lors de l'ébullition ?

2. Déterminer la réaction qui a lieu.

3. Le mélange obtenu a un pic d'absorbance à la longueur d'onde \lambda = 600 nm. Quelle couleur perçoit-on en l'observant (on peut s'aider du cercle chromatique sur le rabat de fin).

Données

Couples : \mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{5}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{O}_{7}^{3-}(\mathrm{aq}) ;
Demi-équation redox :
\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{O}_{7}^{3-}(\mathrm{aq}) = \mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{5}^{2-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{C} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})+2\:\mathrm{e}^{-}~;

\text{CO}_{2}

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D
Combustion du zinc

✔ MOD : Modéliser une transformation chimique / physique : écrire l'équation / l'ajuster

L'oxyde de zinc est un composé très utilisé, en électronique par exemple, pour ces propriétés électriques particulières.
C'est une fine poudre blanche, insoluble dans l'eau, qui peut être obtenue par combustion de poudre de zinc dans le dioxygène.

1. Écrire l'équation de combustion du zinc.

2. À l'aide de la notion de degré d'oxydation (

voir ex. 21

), montrer qu'il s'agit bien d'une réaction d'oxydo-réduction.

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Physique-Chimie 1re Spécialité

Pour aller plus loin

27Réflexion d'un(e) scientifique

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29Nanoparticules d'or

DCombustion du zinc

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