Pila Daniell
La pila de Daniell o cela de Daniell, també cridada cela de gravetat (cridada aixina per la forma del electrodo de zinc) va ser inventada en 1836 per John Frederic Daniell, que era un químic britànic i meteoròlec. Esta pila va supondre una gran millora sobre la pila voltaica que va ser la primera cela galvànica desenrollada. La força electromotriz, o voltage o tensió teòrica d'esta pila és d'1,10 volts, i la reacció química que té lloc és:
Disseny original
[editar | editar còdic]La cela o pila Daniell original (cap a 1836) consistix d'un ànodo de zinc metàlic central immers en una vaixell de fanc poroso que conté una dissolució de sulfat de zinc. La vaixell de fanc, a la seua volta, està sumergida en una dissolució de sulfat de coure continguda en una vaixell de coure de major diàmetro, que actua com càtodo de la cela. L'us d'una barrera porosa (vaixell de fanc) evita que els ions de coure de la dissolució de sulfat de coure alcancen l'ànodo de zinc i sofrixquen una reducció directa. Açò faria ineficaç la cela perque s'aplegaria a l'equilibri, per transferència directa d'electrons entre Zn i Cu2+, sense generar la corrent elèctrica que s'obté en obligar als electrons a anar pel circuit exterior.
El material poroso opon molta resistència al pas dels ions per lo que la cela té una gran resistència que disminuïx la corrent obtinguda.[1] No obstant, si no permetera el pas de aniones entre les dos dissolució (en sentit invers als electrons) la pila es polarisaria ràpidament i deixaria de funcionar.
Les semirreaciones que tenen lloc són:
| Electrodo (signe) | Procés químic | Semirreaccion | Potencial (V) |
|---|---|---|---|
| Ànodo (electrodo negatiu) | Oxidació del Zn | Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 i- | Iº=-0,76 V |
| Càtodo (electrodo positiu) | Reducció del Cu2+ | Cu2+(aq) + 2 i- → Cu(s) | Iº=+0,34 V |
Modificació de Callaud: la cela de gravetat
[editar | editar còdic]Esta modificació va ser proposta pel francés Callaud cap a 1860, substituint el material poroso que separava les dos dissolució d'electrolito per una simple separació gravimétrica, en funció de les diferents densitat de les dos dissolució. Açò millora la corrent obtinguda i es pot amprar sempre que la pila estiga en repòs.
En un únic recipient es tenen dos dissolució separades per la seua diferent densitat (d'ahí el nom de cela de gravetat):[2]
- Una dissolució densa i concentrada de cristals de sulfat de coure (II) en el fondo del recipient. Dins d'ella un electrodo metàlic de coure unit a un cable que ix fòra del recipient i que actua com a electrodo positiu.
- Una dissolució diluïda i menys densa de sulfat de zinc que sobrenada a l'anterior. Dins d'ella un electrodo de zinc en forma de pata de gall, unit a un cable que actua com a electrodo negatiu.
- Entre abdós electrodos existix una diferència de potencial aproximada d'1,10 volts.
Esta variant de Callaud prescindix de la barrera porosa, separant les dissolució per les seues distintes densitat. L'ànodo de zinc estava suspés en la capa superior mentres que el càtodo de coure s'assentava en la capa inferior. Una capa d'oli s'afegia en freqüència en la part superior per a evitar l'evaporament. Era coneguda com la cela de gravetat, i, a voltes la cela de pata de gall, per la forma distintiva dels electrodos. Esta disposició era menys costosa per a les bateries multicelda grans, pero no es podia moure i era vulnerable a la pèrdua d'integritat si es generava massa corrent elèctrica, lo que provocava que les capes es mesclaren. També va ser cridada la cela Telegraph Exchange, ya que va ser utilisada per l'empresa de telegrafia elèctrica Telegraph Exchange.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Principis de química. Richard E. Dickerson. Editorial Reverté, 1992. ISBN 8429171754. Pág. 677
- ↑ Química. American Chemical Society. Editorial Reverté, 2005. ISBN 8429170014. Pág. 741
- Este artícul conté una traducció derivada de «Pila Daniell» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.