pila de daniell

 PILA DE DANIELL.
Un químico británico llamado John Frederick Daniell buscó una manera de eliminar el problema de las burbujas de hidrógeno que aparecen en la pila voltaica, y su solución fue utilizar un segundo electrolito para consumir el hidrógeno producido por el primero. En 1836, inventó la pila Daniell, que consistía en una vasija de cobre llena de una disolución de sulfato de cobre, enel que se sumerge un recipiente de barro sin esmaltar lleno de ácido sulfúrico y un electrodo de zinc. La barrera de barro era porosa, lo que permitía a los iones pasar a través suya, pero impedía la mezcla de las dos disoluciones. Sin esta barrera, cuando no había corriente se comprobó que los iones de cobre (II) se derivaban hacia el ánodo de zinc y sufrían la reducción sin producir unacorriente, destruyendo la vida de la batería.
Con el tiempo, la acumulación de cobre podría bloquear los poros de la barrera de barro y acortar la vida de la batería. Sin embargo, la celda de Daniell proporciona una corriente mayor y más fiable que la pila voltaica, debido al depósito de cobre electrolítico en el cátodo (un conductor) en lugar de hidrógeno (un aislante). También era más segura y menoscorrosiva. Tenía una tensión de funcionamiento de alrededor de 1,1 voltios. Fue ampliamente utilizada en las redes de telégrafo, hasta que fue suplantada por la pila Leclanché a finales de la década de 1860.
Diseño original.
La celda o pila Daniell original consiste de un ánodo de zinc metálico central inmerso en una vasija de barro poroso que contiene una disolución de sulfato de zinc. La vasijaporosa, 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, por transferencia directade 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. No obstante, si no permitiese el paso de aniones entre las dos disoluciones (en sentido inverso a loselectrones) 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 que tienen lugar son:
Semirreaciones en la pila Daniell
Electrodo (signo)
Proceso químico
Semirreaccion
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
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 las diferentes densidades de las dos disoluciones. Esto mejora lacorriente 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):
Una disolución densa y concentrada de cristales de sulfato de cobre (II) en el fondo del recipiente. Dentro de ella un electrodo metálico de cobre unido a un cable que sale fuera del recipiente y queactúa 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...