Cos'è pila di daniell?

Pila di Daniell

La pila di Daniell è un tipo di pila elettrochimica che converte l'energia chimica in energia elettrica mediante una reazione redox spontanea. È stata una delle prime celle galvaniche pratiche inventate e storicamente molto importante.

Funzionamento:

La pila è composta da due semicelle:

• Semicella di ossidazione: Un elettrodo di zinco (Zn) immerso in una soluzione di solfato di zinco (ZnSO₄). All'elettrodo di zinco avviene l'ossidazione: Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻. Questo elettrodo è l'anodo, il polo negativo della pila.
• Semicella di riduzione: Un elettrodo di rame (Cu) immerso in una soluzione di solfato di rame (CuSO₄). All'elettrodo di rame avviene la riduzione: Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s). Questo elettrodo è il catodo, il polo positivo della pila.

Ponte salino:

Le due semicelle sono collegate da un ponte salino, un tubo a forma di U riempito con una soluzione elettrolitica inerte (ad esempio, cloruro di potassio KCl o nitrato di sodio NaNO₃). Il ponte salino permette la migrazione di ioni tra le due semicelle per mantenere la neutralità elettrica. Senza il ponte salino, l'accumulo di carica nella zona degli elettrodi fermerebbe la reazione.

Reazione globale:

La reazione redox globale è: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

Voltaggio:

Il potenziale standard della pila di Daniell è circa 1.1 V a 25°C, determinato dalla differenza tra i potenziali standard di riduzione delle due semicelle. Questo valore è calcolabile utilizzando l'equazione di Nernst per condizioni non standard.

Vantaggi e Svantaggi:

• Vantaggi: Facile da costruire con materiali facilmente reperibili, relativamente stabile nel tempo (rispetto ad altre pile primitive).
• Svantaggi: Poco pratica per applicazioni portatili a causa della presenza di soluzioni liquide e della necessità di un ponte salino. La differenza di potenziale è relativamente bassa.

Applicazioni:

Storicamente utilizzata per esperimenti di elettrochimica e come fonte di corrente continua in laboratori. Oggi, è principalmente un esempio didattico per illustrare i principi delle celle galvaniche.