Componenti:
* Due mezze cellule:
* anodo: Composto da un elettrodo di zinco immerso in una soluzione di solfato di zinco (ZnSO₄). Lo zinco viene ossidato nell'anodo, rilasciando elettroni nel circuito esterno.
* Catodo: Composto da un elettrodo di rame immerso in una soluzione di solfato di rame (Cuso₄). Gli ioni di rame (Cu²⁺) nella soluzione sono ridotti nel catodo, accettando elettroni dal circuito esterno.
* Bridge Salt: Una barriera porosa che collega le due mezze cellule. Permette al flusso di ioni di mantenere la neutralità elettrica nelle soluzioni, impedendo l'accumulo di carica che interromperà la reazione.
* Circuito esterno: Un filo che collega l'anodo e il catodo, consentendo agli elettroni di fluire dall'anodo al catodo.
Reazione:
La reazione generale in una cellula di Daniell è:
zn (s) + cu²⁺ (aq) → zn²⁺ (aq) + cu (s)
* anodo (ossidazione): Zn (s) → zn²⁺ (aq) + 2e⁻
* catodo (riduzione): Cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → cu (s)
Come funziona:
1. Gli atomi di zinco all'anodo perdono elettroni e diventare ioni di zinco (Zn²⁺), che si dissolvono nella soluzione di solfato di zinco.
2. Gli elettroni fluiscono attraverso il circuito esterno dall'anodo al catodo.
3. Ioni di rame (Cu²⁺) nella soluzione di solfato di rame accetta elettroni sul catodo e sono ridotti agli atomi di rame, depositando sull'elettrodo di rame.
4. Il ponte salino consente agli ioni di fluire tra le mezze cellule per mantenere la neutralità elettrica. Ciò impedisce l'accumulo di carica positiva nella mezza cellula di zinco e la carica negativa nella mezza cellula di rame.
Caratteristiche:
* produce una tensione costante di circa 1,1 volt.
* ha una durata relativamente lunga.
* Non-recicchiabile. Una volta consumato l'elettrodo di zinco, la cella smette di funzionare.
Applicazioni:
* Storicamente, le celle Daniell sono state usate come una pratica pratica di elettricità.
* Oggi sono utilizzati principalmente in contesti educativi per dimostrare i principi dell'elettrochimica.
In sintesi:
La cella Daniell è un esempio semplice ma importante di una cella elettrochimica che converte l'energia chimica in energia elettrica. Mostra i principi delle reazioni di riduzione dell'ossidazione, del flusso di elettroni e del trasporto ionico, fornendo una comprensione fondamentale di come funzionano le batterie.
