Daniell-cells konstruktion och funktionsätt för Daniell-battericell

Daniell-cellen är den modifierade versionen av Voltaisk cell. Polariseringsnackdelarna med Voltaisk cell övervinnas i en Daniell-cellen och den kan betraktas som en förbättrad version av Voltaisk cell. Konstruktionstekniskt sett är Daniell-cellen ganska enkel.

Konstruktion av Daniell-cellen

Den består av en kopparbehållare fylld med en koncentrerad lösning av kopersulfat. Inuti behållaren finns det en porös cylinderformad pot fylld med utspädd svavelsyra, doppad i den koncentrerade kopersulfatlösningen. En amalgamerad zinkstang är doppad i den utspädda svavelsyrorna i den porösa potten. Enligt egenskaperna hos utspädda elektrolyter existerar svavelsyrorna i sin utspädda form med positiva vätgasjoner och negativa sulfatjoner. Sulfationerna kommer i kontakt med zinkstangen frigör elektroner till stangen och producerar zinksulfat genom oxidationsreaktionen. Som ett resultat blir zinkstangen negativt laddad och beter sig som katod.

De positiva vätgasjonerna kan passera den porösa väggen på potten och komma in i kopersulfatlösningen där de sammanfogas med sulfationerna av kopersulfatelektrolyten och bildar svavelsyra. De positiva koperjonerna av kopersulfatelektrolyten kommer i kontakt med den inre väggen av kopparbehållaren där de tar emot elektroner genom reduktion och blir kopparatomer och deponeras på väggen.

Funktionssättet hos Daniell-cellen

Låt oss förklara funktionssättet för cellen steg för steg för bättre förståelse.

I den utspädda svavelsyralösningen finns H+ och SO4– – jonerna.

H+-jonerna kommer ut till kopersulfatlösningen genom väggen av den porösa potten. Sulfationerna från den utspädda svavelsyrorna reagerar med zinkstangen där Zn++-jonerna bind till SO4—-jonerna och bildar zinksulfat (ZnSO4). Under denna oxidationsreaktion lämnar varje zinkatom två elektroner i zinkstangen. Därför blir zinkstangen negativt laddad vilket betyder att den beter sig som batteriets katod.

Vätgasjonerna (H+) i kopersulfatlösningen bildar svavelsyra (H2SO4) och koperjonerna (Cu++) kommer till väggen av den yttre kopparbehållaren.

Koperjonerna deponeras på väggen av kopparbehållaren som kopparmetall genom att ta emot elektroner från behållaren. Som ett resultat blir kopparbehållaren positivt laddad vilket betyder att denna behållare är anoden i Daniell-cellen. Om vi nu ansluter en extern belastning mellan den centrala zinkstangen och periferiska kopparbehållarens vägg börjar elektroner flöda från zinkstangen till kopparbehållaren.

I Daniell-cellen kan vi undvika nackdelen med polarisering som är den huvudsakliga nackdelen med Voltaisk cell. Eftersom vätgasset inte deponeras på anoden eftersom det bildar svavelsyra innan det når anoden (kopparbehållarens vägg), kommer det inte att bildas någon lager av vätgas på anoden för att hindra reduktionsreaktionen.

Ut