Πώς περιγράφετε ένα κελί Daniell;
στοιχεία:
* Δύο μισά κύτταρα:
* Άνοψη: Που αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου βυθισμένο σε διάλυμα θειικού ψευδαργύρου (ZnSO₄). Ο ψευδάργυρος οξειδώνεται στην άνοδο, απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κύκλωμα.
* Καθεάνα: Αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο χαλκού βυθισμένο σε διάλυμα θειικού χαλκού (CUSO₄). Τα ιόντα χαλκού (Cu²) στο διάλυμα μειώνονται στην κάθοδο, αποδέχοντας ηλεκτρόνια από το εξωτερικό κύκλωμα.
* γέφυρα αλατιού: Ένα πορώδες φράγμα που συνδέει τα δύο μισά κύτταρα. Επιτρέπει τη ροή των ιόντων να διατηρούν την ηλεκτρική ουδετερότητα στα διαλύματα, εμποδίζοντας τη συσσώρευση φορτίου που θα σταματούσε την αντίδραση.
* Εξωτερικό κύκλωμα: Ένα καλώδιο που συνδέει την άνοδο και την κάθοδο, επιτρέποντας τα ηλεκτρόνια να ρέουν από την άνοδο στην κάθοδο.
αντίδραση:
Η συνολική αντίδραση σε ένα κελί Daniell είναι:
zn (s) + cu²⁺ (aq) → zn²⁺ (aq) + cu (s)
* Άνοψη (οξείδωση): Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e⁻
* Καθεάνα (μείωση): Cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → cu (s)
Πώς λειτουργεί:
1. και να γίνετε ιόντα ψευδαργύρου (Zn²⁺), τα οποία διαλύονται στο διάλυμα θειικού ψευδαργύρου.
2. Τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω του εξωτερικού κυκλώματος από την άνοδο στην κάθοδο.
3. Τα ιόντα χαλκού (Cu2⁺) στο διάλυμα θειικού χαλκού δέχονται ηλεκτρόνια στην κάθοδο και μειώνονται σε άτομα χαλκού, καταθέτοντας το ηλεκτρόδιο χαλκού.
4. Η γέφυρα αλατιού επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν μεταξύ των μισών κυττάρων για τη διατήρηση της ηλεκτρικής ουδετερότητας. Αυτό εμποδίζει τη συσσώρευση θετικής φόρτισης στο μισό κύτταρο του ψευδαργύρου και το αρνητικό φορτίο στο μισό κύτταρο του χαλκού.
Χαρακτηριστικά:
* παράγει μια σταθερή τάση περίπου 1,1 βολτ.
* έχει σχετικά μεγάλη διάρκεια ζωής.
* Μη επαναπροσδιορισμό. Μόλις καταναλωθεί το ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου, το κύτταρο σταματάει να λειτουργεί.
Εφαρμογές:
* Ιστορικά, τα κύτταρα Daniell χρησιμοποιήθηκαν ως πρακτική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.
* Σήμερα, χρησιμοποιούνται κυρίως σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα για να αποδείξει τις αρχές της ηλεκτροχημείας.
Συνοπτικά:
Το κύτταρο Daniell είναι ένα απλό αλλά σημαντικό παράδειγμα ενός ηλεκτροχημικού κυττάρου που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Προβάλλει τις αρχές των αντιδράσεων μείωσης της οξείδωσης, της ροής ηλεκτρονίων και της ιοντικής μεταφοράς, παρέχοντας μια θεμελιώδη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των μπαταριών.
