Konstrukce článku Daniell a funkce článku Daniell baterie

Cely Daniella je upravenou verzí Voltaického článku. Problém polarizace Voltaického článku je překonán v Celi Daniella a může být považován za zlepšenou verzi Voltaického článku. Co se týče konstrukce, Cel Daniella je docela jednoduchý.

Konstrukce Cely Daniella

Skládá se z měděné nádoby plné koncentrovaného roztoku síranu měďnatého. Uvnitř nádoby je jeden porézní válcovitý hrnec plný ředěné kyseliny sírové, ponořený do koncentrovaného roztoku síranu měďnatého. Do porézního hrnce je ponořen amalgamový hliníkový prut, který je ponořen do ředěné kyseliny sírové. Podle vlastností ředěného elektrolitu existuje kyselina sírová v ředěné formě s kladnými ionty vodíku a zápornými ionty síranu. Iony síranu, které přijdou do kontaktu s hliníkovým prutem, uvolňují elektrony na prut a produkuje síran hliníku prostřednictvím oxidacní reakce. V důsledku toho se hliníkový prut stává záporně nabitém a chová se jako katoda.

Kladné ionty vodíku mohou procházet porézní stěnou hrnce a dostávat se do roztoku síranu měďnatého, kde se spojují s ionty síranu z elektrolitu síranu měďnatého a tvoří kyselinu sírovou. Kladné ionty mědi z elektrolitu síranu měďnatého přicházejí do kontaktu s vnitřní stěnou měděné nádoby, kde berou elektrony při redukci a stávají se atomy mědi a usazují se na stěně.

Funkce Cely Daniella

Vysvětlíme princip fungování článku krok za krokem pro lepší pochopení.

V ředěném roztoku sírové kyseliny jsou H+ a SO4– – ionty.

Ionty H+ pronikají do roztoku síranu měďnatého skrz stěnu porézního hrnce. Ionty síranu z ředěné sírové kyseliny reagují s hliníkovým prutem, kde se Zn++ ionty spojí s SO4— ionty a tvoří síran hliníku (ZnSO4). Během této oxidacní reakce každý atom hliníku nechává dva elektrony na hliníkovém prutu. Proto se hliníkový prut stává záporně nabitém, což znamená, že se chová jako katoda baterie.

Ionty vodíku (H+) v roztoku síranu měďnatého tvoří sírovou kyselinu (H2SO4) a ionty mědi (Cu++) docházejí ke stěně vnější měděné nádoby.

Ionty mědi se usazují na stěně měděné nádoby jako kovová měď tím, že bere elektrony od nádoby. V důsledku toho se měděná nádoba stává kladně nabitém, což znamená, že je anodou Cely Daniella. Pokud teď připojíme externí zátěž mezi centrálním hliníkovým prutem a periferní stěnou měděné nádoby, elektrony začnou proudit z hliníkového prutu do měděné nádoby.

V Celi Daniella můžeme vyhnout problému polarizace, který je hlavním nedostatkem Voltaického článku. Protože vodíkový plyn se neusazuje na anodě, protože tvoří sírovou kyselinu, než se dostane na anodu (stěna měděné nádoby), nebude na anodě žádná vrstva vodíku, která by bránila redukční reakci.

Prohlášení: Respektujte původ, dobré články jsou hodné sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odstranění.