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Photographie, Piles électriques, Cuivre, Piles voltaïques, Zinc, Alessandro Volta (1745-1827), Physiciens italiens
Pile de Volta
Pile de Volta : La pile à colonne de Volta, ou pile voltaïque, ou encore pile Volta, fut la première pile électrique. Elle a été inventée par Alessandro Volta, qui publia un article à ce sujet en 1800. La pile voltaïque comporte un empilement de ronds de drap, puis de cuivre (ou d'argent), puis de zinc, groupe répété plusieurs fois et imprégné d'eau acidulée.
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Portrait d'Alessandro Volta
Portrait d'Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (1745-1827). Alessandro Volta fait ses études à Rome, et devient professeur de physique à l'école royale de Côme en 1774 ; il y met au point l'électrophore, première machine électrique à influence. Il étudie par ailleurs la composition du gaz des marais et isole, en 1778, le méthane. De 1780 à 1783, il visite la France, l'Allemagne, les Pays-Bas et l'Angleterre et collabore avec Antoine Lavoisier et Pierre-Simon de Laplace à une étude de l'électricité atmosphérique. Au début de l'année 1800, Volta publie dans une lettre en français datée du 20 mars au président de la Royal Society l'invention de la pile voltaïque qu'il a mise au point le 17 mars 1800. Le 7 novembre 1801, Volta présente sa pile devant l'Institut de France et y énonce la loi des tensions, ainsi que la valeur des tensions de contact des métaux classés par ordre d'électropositivité décroissante, du zinc à l'argent. Napoléon Bonaparte, qui assiste à cette séance, lui fait décerner une médaille d'or, lui accorde une pension et, le nomme comte et sénateur du Royaume d'Italie (1805-1814). L'étude de l'électricité fut toujours sa passion et, encore jeune étudiant, il écrivit un poème directement en latin, De vi attractiva ignis electrici ac phaenomenis inde pendentibus, sur ce phénomène fascinant et nouveau. C'est son premier écrit scientifique.
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Portrait d'Alessandro Volta en 1816
Portrait du comte Alessandro Volta (1745-1827), en 1816. Volta est un physicien italien connu pour ses travaux sur l'électricité et pour l'invention de la première pile électrique, appelée pile voltaïque.
Schéma de la pile Volta
Schéma résumant le principe de fonctionnement de la pile Volta : disque de cuivre, disque de zinc, solution aqueuse. Oxydation du zinc : libération de deux électrons. Réduction de deux molécules d'eau, dégagement gazeux d'hydrogène. Il se produit au niveau de chaque couche, qu'on appellera désormais une superposition d'un disque de cuivre et d'un disque de zinc, séparés par un tissu retenant la solution, une réaction d'oxydo-réduction. Il ne se passe rien au niveau du disque de cuivre. Les éléments participant à l'oxydation et à la réduction sont les éléments zinc et eau. Au niveau atomique, l'oxydation d'un atome de zinc, selon la réaction Zn → Zn2+ + 2 e- produit deux électrons qui vont transiter dans le circuit électrique, pour atteindre le disque de cuivre. Les électrons vont alors rencontrer deux molécules d'eau, et une autre réaction de réduction va se produire, selon la réaction 2 H2O + 2 e- → 2 OH- + H2. On constate ainsi que le disque de zinc est petit à petit consommé et qu'il y a production de dihydrogène.