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Celdas O Pilas De Daniell’s

Fue inventada en 1836 por John Frederic Daniell, que era un químico británico y meteorólogo. Esta pila supuso una gran mejora sobre la pila voltaica que fue la primera celda galvánica desarrollada. La fuerza electromotriz, o voltaje o tensión teórica de esta pila es de 1,10 voltios, y la reacción química que tiene lugar es:
Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s).Eº=1,10 V
Es sencillamente una pila casera, que consiste de un ánodo de zinc metálico central inmerso en una vasija de barro poroso que contiene una disolución de sulfato de zinc. La vasija porosa, a su vez, está sumergida en una disolución de sulfato de cobre contenida en una vasija de cobre de mayor diámetro, que actúa como cátodo de la celda. El uso de una barrera porosa evita que los iones decobre de la disolución de sulfato de cobre alcancen el ánodo de zinc y sufran una reducción directa. Esto haría ineficaz la celda porque se llegaría al equilibrio, por transferencia directa de electrones entre Zn y Cu2+, sin generar la corriente eléctrica que se obtiene al obligar a los electrones a ir por el circuito exterior.
El material poroso opone mucha resistencia al paso de los iones por loque la celda tiene una gran resistencia que disminuye la corriente obtenida. No obstante, si no permitiese el paso de aniones entre las dos disoluciones (en sentido inverso a los electrones) la pila se polarizaría rápidamente y dejaría de funcionar.
Funcionamiento de la pila de Daniell
Entre las reacciones que se presentan en el cátodo (electrodo con carga positiva), se encuentra la reacción dereducción ya que el cobre gana electrones y la reacción será:

Lo que indica que la barra de cobre gana peso.
En cuanto al la reacción del ánodo (electrodo con carga negativa), se tiene una reacción de oxidación, puesto que el zinc pierde electrones, la reacción que representa este esquema esta descrita por:

Cuál significa que la barra de zinc pierde peso.
Por lo tanto en una pila se estáproduciendo:
- Una reacción química de oxidación y otra de reducción
- Una corriente eléctrica de 1ª especie o electrónica a través del hilo que une los dos electrodos
- Una corriente eléctrica de 2ª especie o iónica a través de la disolución en la que están sumergidos los electrodos.
Si alguno de estos fenómenos deja de producirse, la pila deja de funcionar. Por ejemplo:
- Si se acaba el Zn oel Cu2+, no puede producirse la oxidación o la reducción. Esto es lo que ocurre cuando se "gasta" una pila.
- Si se abre el circuito electrónico, no puede producirse la corriente electrónica. Es lo que ocurre cuando apagamos el aparato eléctrico que "funciona a pilas"

Semirreaciones en la pila Daniell
Electrodo (signo)
Proceso químico
Semirreacción
Potencial (V)
Ánodo (electrodonegativo)
Oxidación del Zn
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-
Eº=-0,76 V
Cátodo (electrodo positivo)
Reducción del Cu2+
Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(s)
Eº=+0,34 V





En casa podemos hacer nuestra pila de Daniell, Se necesita un frasco de cristal de boca ancha, un trozo de tubería de cobre que esté limpia, una tira de zinc o un sacapuntas metálico, dos cables eléctricos, un vaso de vinagre, un LED (diodoemisor de luz), que es como una bombilla muy pequeñita, parecida a las que iluminan algunos árboles de navidad, un reloj despertador o cualquier otro aparato que funcione con pilas.
A continuación se prepara el experimento:
• Se llena el frasco de cristal con vinagre.
• Con un extremo de uno de los cables, se conecta el sacapuntas o tira de zinc y con un extremo del otro cable, se conecta la tuberíade cobre. Se introducen ambos elementos en el frasco con vinagre.
• Los extremos libres de los dos cables se conectan bien a cada Terminal del LED o bien a los dos polos de la porta pilas del aparato. Conectar la polaridad, en el caso del reloj, de forma correcta. El polo positivo con la tubería de cobre y el negativo al sacapuntas o tira de zinc.
• ¿Qué ocurre con el LED?
Explicación: Las...