Celdas Danields

Pila Daniell

La celda de Daniell, según la versión original, que empleaba un vaso poroso de cerámica para separar las dos disoluciones permitiendo el paso de aniones entre ellas.
La pila Daniell o celda de Daniell (a veces escrito como celda Daniel), también llamada celda de gravedad o celda de pata de gallo (llamada así por la forma del electrodo de zinc) fue inventada en 1836 por JohnFrederic 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
Contenido [ocultar]  * 1 Diseño original * 2Modificación de Callaud: la celda de gravedad * 3 Modelo de pila Daniell a principios del siglo XX * 4 Modelo con puente salino * 5 Química * 6 Véase también * 7 Referencias * 8 Enlaces externos |
[editar] Diseño original
La celda o pila Daniell original (hacia 1836) consiste de un ánodo de zinc metálico central inmerso en una vasija de barro poroso que contiene una disolución de sulfato dezinc. 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 de cobre 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, portransferencia 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 lo que la celda tiene una gran resistencia que disminuye la corriente obtenida.[1] No obstante, si no permitiese el paso de aniones entre las dos disoluciones (en sentido inversoa los electrones) la pila se polarizaría rápidamente y dejaría de funcionar.

La celda de gravedad o celda de la pata de gallo, la versión del francés Callaud de la pila Daniell.
Las semirreaciones (o hemirreacciones) que tienen lugar son:
Semirreaciones en la pila Daniell |
Electrodo (signo) | Proceso químico | Semirreacción | Potencial (V) |
Ánodo (electrodo negativo) | 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 |
[editar] Modificación de Callaud: la celda de gravedad
Esta modificación fue propuesta por el francés Callaud hacia 1860, sustituyendo el material poroso que separaba las dos disoluciones de electrolito por una simple separación gravimétrica, en función de lasdiferentes densidades de las dos disoluciones. Esto mejora la corriente obtenida y se puede emplear siempre que la pila esté en reposo En un único recipiente se tienen dos disoluciones separadas por su diferente densidad (de ahí el nombre de celda de gravedad):[2]
* Una disolución densa y concentrada de cristales de sulfato de cobre (II) en el fondo del recipiente. Dentro de ella un electrodometálico de cobre unido a un cable que sale fuera del recipiente y que actúa como electrodo positivo.
* Una disolución diluida y menos densa de sulfato de zinc que sobrenada sobre la anterior. Dentro de ella un electrodo de zinc con forma de pata de gallo, unido a un cale que actúa como electrodo negativo.
* Entre ambos electrodos existe una diferencia de potencial aproximada de 1,10 voltios.Versión de la pila Daniell de comienzos del siglo XX.
Esta variante de Callaud prescinde de la barrera porosa, separando las disoluciones por sus distintas densidades. El ánodo de zinc estaba suspendido en la capa superior mientras que el cátodo de cobre se asentaba en la capa inferior. Una capa de aceite se añadía con frecuencia en la parte superior para evitar la evaporación. Era...