Construcció de la Pila de Daniell i Funcionament de la Cèl·lula de Bateria de Daniell

Cèl·la de Daniell és la versió modificada de Cèl·la Voltaica. El inconvenient de la polarització de la Cèl·la Voltaica es supera en una Cèl·la de Daniell i pot considerar-se com una versió millorada de la Cèl·la Voltaica. En termes de construcció, la Cèl·la de Daniell és bastant simple.

Construcció de la Cèl·la de Daniell

Consisteix en un recipient de cobre ple d'una solució concentrada de sulfat de cobre. Dins del recipient, hi ha un dipòsit cilíndric porós omplert amb àcid sulfúric diluït, immers en la solució concentrada de sulfat de cobre. Un barra de zinc amalgamada s'immergeix en l'àcid sulfúric diluït del dipòsit porós. Segons la propietat de l'electròlit diluït, l'àcid sulfúric en la seva forma diluïda existeix amb ions d'hidrogen positius i ions de sulfat negatius. Els ions de sulfat en contacte amb la barra de zinc alliberen electrons a la barra i produeixen sulfat de zinc a través de la reacció d'oxidació. Com a resultat, la barra de zinc es carrega negativament i actua com a càtode.

Els ions d'hidrogen positius poden travessar la paret porosa del dipòsit i arribar a la solució de sulfat de cobre, on es combinen amb els ions de sulfat del electròlit de sulfat de cobre i formen àcid sulfúric. Els ions de cobre positius del electròlit de sulfat de cobre entren en contacte amb la paret interior del recipient de cobre, on agafen electrons a través de la reducció i es converteixen en àtoms de cobre i es deposen a la paret.

Funcionament de la Cèl·la de Daniell

Explorem el principi de funcionament de la cèl·la pas a pas per a una millor comprensió.

En la solució d'àcid sulfúric diluït hi ha H+ i SO4– – ions.

Els ions H+ surten cap a la solució de sulfat de cobre a través de la paret del dipòsit porós. Els ions de sulfat de l'àcid sulfúric diluït reaccionen amb la barra de zinc, on els ions Zn++ s'unen amb els ions SO4— i formen sulfat de zinc (ZnSO4). Durant aquesta reacció d'oxidació, cada àtom de zinc deixa dos electrons a la barra de zinc. Per tant, la barra de zinc es carrega negativament, és a dir, actua com a càtode de la bateria.

Els ions d'hidrogen (H+) en la solució de sulfat de cobre formen àcid sulfúric (H2SO4) i els ions de cobre (Cu++) arriben a la paret del recipient exterior de cobre.

Els ions de cobre es deposen a la paret del recipient de cobre com metall de cobre prenent electrons del recipient. Com a resultat, el recipient de cobre es carrega positivament, és a dir, aquest recipient és l'anode de la Cèl·la de Daniell. Ara, si connectem una càrrega externa entre la barra central de zinc i la paret perifèrica del recipient de cobre, els electrons comencen a fluir de la barra de zinc al recipient de cobre.

En la Cèl·la de Daniell, podem evitar el inconvenient de la polarització, que és el principal inconvenient de la Cèl·la Voltaica. Com que el gas d'hidrogen no es dep