Daniell-cells opbygning og funktion af Daniell-battericelle

Daniell-celle er den modificerede version af Volta-celle. Polariseringsproblemet i Volta-celle overvindes i en Daniell-celle, og den kan betragtes som en forbedret version af Volta-cellen. Konstruktionsmæssigt er Daniell-cellen ganske simpel.

Konstruktion af Daniell-celle

Den består af en kobberbehålder fyldt med en koncentreret løsning af kobbersulfat. Indeni behålderen findes der en porøs cylinderformet pot fyldt med spredt svovlsyre, der er neddyppet i den koncentrerede kobbersulfatløsning. En amalgamzinkstang er neddyppet i det spredte svovlsyre i den porøse pot. Ifølge egenskaberne ved spredte elektrolyter findes svovlsyret i sin spredte form med positive hydrogenioner og negative sulfationer. Sulfationerne kommer i kontakt med zinc-stangen, frigiver elektroner til stangen og producerer zinksulfat gennem oksidationsreaktionen. Som resultat bliver zinc-stangen negativt opspændt og opfører sig som katode.

De positive hydrogenioner kan passere den porøse væg af potten og komme ind i kobbersulfatløsningen, hvor de forenes med sulfationerne fra kobbersulfatelektrolyten og danner svovlsyre. De positive kobberioner fra kobbersulfatelektrolyten kommer i kontakt med den indre væg af kobberbehålderen, hvor de tager elektroner gennem reduktion og bliver kobberatomer, der depositeres på væggen.

Funktion af Daniell-celle

Lad os forklare arbejdsmetoden for cellen trin for trin for bedre forståelse.

I den spredte svovlsyreløsning findes H+ og SO4– – ioner.

H+-ionerne kommer ud til kobbersulfatløsningen gennem væggen af den porøse pot. Sulfationerne fra det spredte svovlsyre reagerer med zinc-stangen, hvor Zn++-ioner forbinder med SO4—-ioner og danner zinksulfat (ZnSO4). Under denne oksidationsreaktion efterlader hvert zinc-atom to elektroner i zinc-stangen. Derfor bliver zinc-stangen negativt opspændt, hvilket betyder, at den opfører sig som batteriets katode.

Hydrogenionerne (H+) i kobbersulfatløsningen danner svovlsyre (H2SO4) og kobberioner (Cu++) kommer til væggen af den ydre kobberbehålder.

Kobberionerne depositeres på væggen af kobberbehålderen som kobbermetal ved at tage elektroner fra behålderen. Som resultat bliver kobberbehålderen positivt opspændt, hvilket betyder, at denne behålder er anoden i Daniell-cellen. Hvis vi nu forbinder en ekstern belastning mellem den centrale zinc-stang og den perifere kobberbehålder, begynder elektroner at flyde fra zinc-stangen til kobberbehålderen.

I Daniell-celle kan vi undgå ulemperne ved polarisering, som er den vigtigste ulempe ved Volta-celle. Da brintgas ikke deponeres på anoden, da det danner svovlsyre, før det når anoden (kobberbehålderens væg), vil der ikke dannes nogen lag af brint på anoden, der forhindrer reduktionsreaktionen.

Erklæring: Respektér det originale, godt artikler fortjener at deles, hvis der er krænkelser kontakt os venligst for sletning.