Le principe de la pile : anode et cathode

Séparer pour forcer le passage par un circuit

Dans une pile, l'oxydant et le réducteur sont placés dans deux compartiments séparés (deux demi-piles), chacun contenant une électrode plongée dans une solution. Les deux électrodes sont reliées par un fil conducteur externe, et les deux solutions sont reliées par un pont salin (ou une paroi poreuse), qui permet aux ions de circuler sans que les solutions se mélangent.

Anode et cathode

• L'anode est l'électrode où se produit l'oxydation (le réducteur cède ses électrons). Dans une pile, c'est la borne négative : c'est de là que les électrons partent vers le circuit externe.
• La cathode est l'électrode où se produit la réduction (l'oxydant capte des électrons). Dans une pile, c'est la borne positive : c'est là que les électrons arrivent depuis le circuit externe.

Deux sens de circulation à ne pas confondre

• Les électrons circulent dans le fil conducteur externe, de l'anode (-) vers la cathode (+).
• Le courant électrique conventionnel, par convention historique, circule dans le sens opposé à celui des électrons : à l'extérieur de la pile, il va donc de la cathode (+) vers l'anode (-).
• À l'intérieur de la pile, dans les solutions, ce sont des ions qui migrent (via le pont salin) pour maintenir l'électroneutralité de chaque compartiment : les cations migrent vers la cathode, les anions vers l'anode.

Erreur classique

Ne confonds pas le sens des électrons et le sens du courant conventionnel : c'est l'erreur la plus fréquente en électrochimie. Retiens la règle : les électrons vont toujours en sens inverse du courant conventionnel, aussi bien dans une pile que dans n'importe quel circuit électrique.