Concetti Chiave
- La cella Daniell utilizza Zn e Cu separati da una tazza porosa, permettendo il passaggio di ioni ma non di elettroni, che viaggiano nel circuito esterno.
- La tazza porosa mantiene la neutralità elettrica permettendo il passaggio degli ioni, mentre gli elettroni fluiscono tra gli elettrodi esterni.
- Un ponte salino, come KCl, può sostituire la tazza porosa per facilitare il flusso ionico senza influenzare la reazione.
- Gli elettrodi non devono essere sempre metallici; per esempio, si può usare un elettrodo a idrogeno con Pt inerte per reazioni di riduzione.
- Il potenziale di cella è determinato dalla differenza tra i potenziali delle coppie redox ed è sempre positivo per la reazione diretta.
Cella Daniell
La cella Daniell è una cella in cui i due reagenti sono separati: da una parte Zn e solfato di Zn, dall’altro Cu e solfato di Cu, separati da una tazza porosa che permette il passaggio degli ioni ma non degli elettroni, che sono costretti a passare attraverso il filo di rame del circuito esterno. Zn+Cu2+ --> Zn2++CuLa tazza porosa permette il passaggio degli ioni che tendono a mantenere la neutralità elettrica; gli elettroni dagli atomi di zinco vanno agli ioni rame 2+ viaggiando solo nel circuito esterno, passando quindi attraverso la bacchetta di rame. Ho quindi separato le due coppie redox: Zn | Zn2+ || Cu | Cu2+.
Generalmente per non mescolare le due soluzioni invece del setto poroso si usa una ponte salino (KCl) che permette il flusso degli ioni e chiuda il circuito elettrico ma i cui ioni non influiscano sulla reazione nella cella.
Uno dei due elettrodi può non essere metallico: per esempio nell’elettrodo a idrogeno la reazione prevede la riduzione di H+ a formare H2. Tale reazione necessita di elettroni e diviene necessario fornire elettroni al compartimento e allontanarli: per questo motivo si usa un metallo inerte, Pt, immerso in una soluzione di ioni idrogeno facendo gorgogliare dentro idrogeno gassoso.
Il potenziale di cella è la differenza tra i potenziali di due coppie redox, ed è sempre positivo (se è negativo abbiamo preso la reazione al contrario, è positivo per la reazione inversa).