Costruzione della Pila di Daniell e Funzionamento della Cellula Batteria Daniell

Cella di Daniell è la versione modificata della Cella Voltaica. Il problema di polarizzazione della Cella Voltaica è superato nella Cella di Daniell e può essere considerata come una versione migliorata della Cella Voltaica. Costruttivamente, la Cella di Daniell è piuttosto semplice.

Costruzione della Cella di Daniell

È composta da un contenitore di rame riempito con una soluzione concentrata di solfato di rame. All'interno del contenitore, c'è un vaso poroso cilindrico riempito con acido solforico diluito, immerso nella soluzione concentrata di solfato di rame. Un'asta di zinco amalgame è immersa nell'acido solforico diluito nel vaso poroso. Secondo la proprietà dell'elettrolita diluito, l'acido solforico in forma diluita esiste con ioni idrogeno positivi e ioni solfato negativi. Gli ioni solfato a contatto con l'asta di zinco rilasciano elettroni all'asta e producono solfato di zinco attraverso la reazione di ossidazione. Di conseguenza, l'asta di zinco diventa carica negativamente e si comporta come catodo.

Gli ioni idrogeno positivi possono attraversare la parete porosa del vaso e venire in contatto con la soluzione di solfato di rame, dove si uniscono agli ioni solfato del solfato di rame elettolite e formano acido solforico. Gli ioni di rame positivi del solfato di rame elettolite vengono a contatto con la parete interna del contenitore di rame, dove prendono elettroni attraverso la riduzione e diventano atomi di rame e si depositano sulla parete.

Funzionamento della Cella di Daniell

Spieghiamo il principio di funzionamento della cella passo dopo passo per una migliore comprensione.

Nella soluzione di acido solforico diluito ci sono H+ e SO4– – ioni.

Gli ioni H+ escono verso la soluzione di solfato di rame attraverso la parete del vaso poroso. Gli ioni solfato dell'acido solforico diluito reagiscono con l'asta di zinco, dove gli ioni Zn++ si legano agli ioni SO4— e formano solfato di zinco (ZnSO4). Durante questa reazione di ossidazione, ogni atomo di zinco lascia due elettroni nell'asta di zinco. Pertanto, l'asta di zinco diventa carica negativamente, il che significa che si comporta come il catodo della batteria.

Gli ioni idrogeno (H+) nella soluzione di solfato di rame formano acido solforico (H2SO4) e gli ioni di rame (Cu++) vengono alla parete del contenitore esterno di rame.

Gli ioni di rame si depositano sulla parete del contenitore di rame come metallo di rame prendendo elettroni dal contenitore. Di conseguenza, il contenitore di rame diventa carico positivamente, il che significa che questo contenitore è l'anodo della Cella di Daniell. Ora, se collegiamo un carico esterno tra l'asta centrale di zinco e la parete periferica del contenitore di rame, gli elettroni iniziano a fluire dall'asta di zinco al contenitore di rame.

Nella Cella di Daniell, possiamo evitare il problema di polarizzazione, che è il principale inconveniente della Cella Voltaica. Poiché il gas idrogeno non si deposita sull'anodo perché forma acido solforico prima di raggiungerlo (parete del contenitore di rame), non si formerà uno strato di idrogeno sull'anodo per ostacolare la reazione di riduzione.

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