PILA DE DANIELL

Pila de Daniell

Fundamento Teorico

La pila Daniell, dada a conocer en 1836 y de la que luego se han usado ampliamente determinadas variantes constructivas, está formado por un electrodo de Zinc sumergido en una disolución de sulfato de Zinc y otro electrodo de cobre sumergido en una disolución concentrada de sulfato de cobre. Ambos electrolitos están separados por una pared porosa para evitar su reacción directa. En esta situación la tensión de disolución del zinc es mayor que la presión de los iones Zn++ y el electrodo se disuelve, emitiendo Zn++ y quedando cargado negativamente, proceso en el que se liberan electrones y que recibe el nombre de oxidación. En la disolución de sulfato de cobre, debido a su gran concentración de iones Cu, se deposita Cu++ sobre el electrodo de este metal que de este modo queda cargado positivamente, mediante el proceso denominado reducción, que implica la incorporación de electrones. Esta pila presenta una diferencia de potencial de entre 1,07 y 1,14 V entre sus electrodos. Su gran ventaja respecto a otras de su tiempo fue la constancia del voltaje generado, debido a la elaborada disposición, que facilita la despolarización, y a la reserva de electrolito, que permite mantener su concentración durante más tiempo.

Materiales

• vaso precipitado



• amperimetro



• soporte universal



• cables



• fuente

Reactivos

• sulfato de cobre (CuSO4)



• sulfato de zinc (ZnSO4)

Procedimiento

La pila Daniell consta de:
Dos placas, electrodos, una de Cu y otra de Zn.
Dos disoluciones: una de sulfato de cobre (II ) y otra de sulfato de Cinc ambas de concentración 0,1 M.
Un puente salino (tubo en U) de nitrato de potasio entre las dos disoluciones. Los extremos del tubo los taponamos con fibra de vidrio.
También puede ponerse una disolución y su electrodo en un vaso poroso (como un tiesto de barro) y éste en un vaso mayor que contenga la otra disolución y su electrodo. El vaso poroso hace la misma función que el puente salino: introduce iones nitrato, e iones potasio en las disoluciones para neutralizarlas.
FuncionamientoEn el vaso de la izquierda se produce la oxidación del Zn que pasa de la placa de zinc a la disolución como catión Zn2+.
Zn ——› Zn2+ + 2e- ; V1= + 0,76 v
Los dos electrones que deja en la placa cada átomo de zinc que pasa a la disolución escapan por el cable exterior hasta la placa de Cu. En la disolución los iones SO4 = y los Zn2+ ya no están en equilibrio ya que ahora hay un exceso de iones Zn2+. Para neutralizarla los iones nitrato del puente salino se introducen en la disolución.En el vaso de la derecha, cuando los electrones llegan a la placa de Cu, se produce una reducción del Cu+2 de la disolución a Cu metal:
Cu2+ + 2e- ——› Cu ; V2= + 0,33 v
La disolución de sulfato de Cu, inicialmente neutra, tiene ahora un exceso de iones sulfato al haberse depositado el Cu y para neutralizarla pasan a ella los iones K+ del puente salino.
El puente salino se encarga de mantener neutras las dos disoluciones ya que en caso contrario sería imposible la circulación de los electrones. La lámina de Zn pierde masa, y la de Cu la gana.
La reacción global en la pila será una reacción redox:
Zn + Cu2+ ——› Zn2+ + Cu y su potencial 0,76 v + 0,33 v = 1,09 v.
A nosotros nos dio 1,226 v: mucha precisión -tres decimaless- para un polímetro barato y probablemente no muy bien calibrado, pero como se ve en la foto es el dato que hemos obtenido.
En toda pila se producen dos procesos: una reducción y una oxidación simultáneas.

Esquema