Cos'è pila daniell?

Pila Daniell

La Pila Daniell è una cella elettrochimica inventata nel 1836 da John Frederic Daniell. Rappresenta un esempio storico e significativo di pila galvanica.

Principio di Funzionamento:

La pila Daniell sfrutta la differenza di potenziale tra due semicelle redox per generare una corrente elettrica. Le due semicelle sono:

• Semicella di Zinco (Anodo): Un elettrodo di zinco immerso in una soluzione di solfato di zinco (ZnSO₄). Qui avviene l'ossidazione: Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻
• Semicella di Rame (Catodo): Un elettrodo di rame immerso in una soluzione di solfato di rame (CuSO₄). Qui avviene la riduzione: Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)

Componenti Principali:

• Elettrodi: Gli elettrodi di <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/zinco">zinco</a> (Zn) e <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/rame">rame</a> (Cu) fungono da siti per le reazioni di ossidazione e riduzione, rispettivamente.
• Elettroliti: Le soluzioni di <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/solfato%20di%20zinco">solfato di zinco</a> (ZnSO₄) e <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/solfato%20di%20rame">solfato di rame</a> (CuSO₄) permettono la conduzione ionica nelle rispettive semicelle.
• Ponte Salino: Un <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/ponte%20salino">ponte salino</a>, tipicamente un tubo contenente una soluzione elettrolitica concentrata (es. KCl o NaNO₃), connette le due semicelle e permette il flusso di ioni per mantenere la neutralità elettrica in ciascuna semicella, completando il circuito. Questo è essenziale per il funzionamento continuo della pila.
• Separatore poroso (in alcune versioni): Alcune versioni della pila Daniell utilizzano un <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/separatore%20poroso">separatore poroso</a> per impedire la miscelazione diretta delle due soluzioni elettrolitiche, pur permettendo il passaggio degli ioni. Questo era comune nella versione originale a vaso poroso.

Reazione Globale:

La reazione redox globale che avviene nella pila Daniell è:

Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

Potenziale di Cella:

Il potenziale standard di cella (E°cella) per la pila Daniell, calcolato in condizioni standard (25°C, 1 atm, 1 M), è di circa 1.10 V. Questo valore può essere influenzato da fattori come la concentrazione degli elettroliti e la temperatura, come descritto dall'equazione di Nernst. L' <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/equazione%20di%20nernst">equazione di Nernst</a> permette di calcolare il potenziale di cella in condizioni non standard.

Importanza Storica e Applicazioni:

La pila Daniell è stata un progresso significativo rispetto alle precedenti celle elettrochimiche, offrendo una tensione più stabile e duratura. Ha avuto un ruolo importante nello sviluppo della telegrafia e di altre tecnologie elettriche del XIX secolo. Sebbene oggi siano disponibili celle più avanzate, la pila Daniell rimane un importante esempio didattico per comprendere i principi fondamentali dell'elettrochimica.