Construcción y funcionamiento de la celda Daniell
Celda de Daniell es la versión modificada de Celda Voltaica. El inconveniente de la polarización de la Celda Voltaica se supera en una Celda de Daniell y puede considerarse como una versión mejorada de la Celda Voltaica. En términos de construcción, la Celda de Daniell es bastante simple.
Construcción de la Celda de Daniell
Consiste en un recipiente de cobre lleno con una solución concentrada de sulfato de cobre. Dentro del recipiente, hay un pot cilíndrico poroso lleno de ácido sulfúrico diluido, sumergido en la solución concentrada de sulfato de cobre. Un electrodo de amalgama de zinc está sumergido en el ácido sulfúrico diluido en el pot poroso. Según la propiedad del electrolito diluido, el ácido sulfúrico en su forma diluida existe con iones de hidrógeno positivos e iones de sulfato negativos. Los iones de sulfato que entran en contacto con el electrodo de zinc liberan electrones al electrodo y producen sulfato de zinc a través de una reacción de oxidación. Como resultado, el electrodo de zinc se carga negativamente y actúa como cátodo.
Los iones de hidrógeno positivos pueden atravesar la pared porosa del pot y entrar en la solución de sulfato de cobre, donde se unen con los iones de sulfato del electrolito de sulfato de cobre y forman ácido sulfúrico. Los iones de cobre positivos del electrolito de sulfato de cobre entran en contacto con la pared interna del recipiente de cobre, donde toman electrones a través de la reducción y se convierten en átomos de cobre, depositándose en la pared.
Funcionamiento de la Celda de Daniell
Expliquemos el principio de funcionamiento de la celda paso a paso para una mejor comprensión.
En la solución de ácido sulfúrico diluido hay H+ y SO4– – iones.
Los iones H+ salen a la solución de sulfato de cobre a través de la pared del pot poroso. Los iones de sulfato del ácido sulfúrico diluido reaccionan con el electrodo de zinc, donde los iones Zn++ se unen con los iones SO4— y forman sulfato de zinc (ZnSO4). Durante esta reacción de oxidación, cada átomo de zinc deja dos electrones en el electrodo de zinc. Por lo tanto, el electrodo de zinc se carga negativamente, lo que significa que actúa como el cátodo de la batería.
Los iones de hidrógeno (H+) en la solución de sulfato de cobre forman ácido sulfúrico (H2SO4) y los iones de cobre (Cu++) llegan a la pared del recipiente externo de cobre.
Los iones de cobre se depositan en la pared del recipiente de cobre como metal de cobre al tomar electrones del recipiente. Como resultado, el recipiente de cobre se carga positivamente, lo que significa que este recipiente es el ánodo de la Celda de Daniell. Ahora, si conectamos una carga externa entre el electrodo central de zinc y la pared periférica del recipiente de cobre, los electrones comienzan a fluir desde el electrodo de zinc hasta el recipiente de cobre.
En la Celda de Daniell, podemos evitar el inconveniente de la polarización, que es el principal inconveniente de la Celda Voltaica. Dado que el gas de hidrógeno no se deposita en el ánodo porque forma ácido sulfúrico antes de llegar al ánodo (pared del recipiente de cobre), no se formará ninguna capa de hidrógeno en el ánodo para obstruir la reacción de reducción.
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