Pila di Daniell

L'elettrodo negativo di zinco è immerso nella soluzione di ZnSO4 , mentre quello positivo di rame è immerso in una soluzione di CuSO4.

Le due soluzioni sono separate da un setto poroso che impedisce la loro mescolanza, ma non il contatto elettrico in quanto permette il passaggio di ioni.

Nell' interno della pila il passaggio di elettricità è dovuto agli ioni SO4--  che si dirigono verso l'elettrodo di zinco e agli ioni Zn e Cu che migrano verso l'elettrodo di rame.

Gli ioni Cu dopo aver neutralizzato la loro carica a contatto con l'elettrodo di rame si depositano sull'elettrodo stesso, mentre gli ioni SO4--  dopo aver ceduto due elettroni ciascuno all'elettrodo di zinco , reagiscono con questo formando solfato di zinco.

Quando si immerge l' elettrodo di zinco nella soluzione del solfato di rame si ottiene la seguente reazione

Zn + Cu à Cu + Zn

Che può essere separata in due semi reazioni:

una di ossidazione

Zn à Zn + 2e

e una di riduzione

Zn + 2e à Zn

Costruzione della pila di Daniell

ANALISI DEL PROBLEMA:

Durante la lezione di Laboratorio di Chimica il prof. xxxx ci ha spiegato come costruire la Pila di Daniel.

MATERIALE  OCCORRENTE:

Lamina di  zinco e lamina di rame.

Piastrina porosa.

Un recipiente.

Soluzione M di solfato di zinco e soluzione M di solfato rameico.

Acqua distillata.

Voltmetro.

PROCEDIMENTO:

Si preparano le soluzioni:

CuSO4  x 5H2O P.M. : 250

ZnSO4 x 7H2O P.M. : 287

La soluzione di zinco è di colore bianco, invece quella di rame è azzurra.

Si posizionano le lamine metalliche all'interno del contenitore ai lati della piastrina porosa.

Si versa il solfato di zinco a contatto con la lamina di zinco e il solfato rameico a contatto con la lamina di rame.

Si sono realizzati i due elettrodi.

Si collegano gli elettrodi così formati al voltmetro, si leggerà il valore teorico di

1.08 V.

Pila di concentrazione

La pila di concentrazione è molto simile alla pila di Daniell .

Questo dispositivo sfrutta la tendenza di due soluzioni aventi concentrazione diversa a raggiungere la stessa concentrazione.

Gli elettrodi sono due lamine dello stesso materiale, nel caso particolare, di zinco e come elettroliti si usano due soluzioni di solfato di zinco con diverse concentrazioni. Chiudendo il circuito esterno, il voltmetro indica il passaggio di corrente.

Agli elettrodi si hanno due reazioni di ossidoriduzione dello stesso tipo, ma che avvengono in soluzioni con concentrazioni differenti.

Per questo motivo, si avrà una differenza di potenziale fra i due elettrodi.

All' anodo, atomi di zinco passano in soluzione cedendo elettroni, mentre al catodo, ioni di zinco si depositano sull'elettrodo acquistando elettroni.

Zn  à Zn⁺⁺ + 2e

Zn⁺⁺ + 2e  à Zn

Costruzione della pila di concentrazione

ANALISI DEL PROBLEMA:

Sempre durante la lezione di Laboratorio di Chimica il prof. Xxx ci ha spiegato come costruire la Pila di concentrazione.

MATERIALE  OCCORRENTE:

Due lamine di zinco.

Due recipienti.

Un tubo di vetro ad 'U".

Cotone idrofilo.

Due soluzioni di zinco: una M e l'altra 5 x 10 M .

Soluzione salina.

Acqua distillata.

Un voltmetro.

PROCEDIMENTO:

Si versano le soluzioni, preparate come indicato, nei due recipienti con all'interno le lamine di zinco.

Si mette la soluzione salina nel tubo ad "U", si pongono agli estremi di questo due batuffoli di cotone idrofilo e lo si appoggia ai due recipienti.

Dopodiché si collega il dispositivo così formato al voltmetro.

Con la stessa scala usata per la pila di Daniell, si è rilevata una differenza di potenziale di 0.08 V.