Física y Quimica

Pila Daniell

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Realización

El vaso de la izquierda (ánodo) consta de un electrodo de cinc en una disolución de ZnSO4. El Zn se oxida a Zn2+ según:

Debido a la pérdida de electrones por los átomos de cinc se acumula carga negativa en el electrodo. El metal se irá disolviendo poco a poco debido a que se transforma en iones Zn2+ que pasan a la disolución.

El vaso de la derecha (cátodo) consta de un electrodo de cobre en una disolución de CuSO4. El Cu2+ se reduce a cobre metálico (Cu) según:

Como el electrodo está a un potencial positivo respecto al electrodo de cinc, los electrones fluyen hacia él, consumiéndose para reducir los iones Cu2+, lo que mantiene la diferencia de potencial entre ambos electrodos. El cobre metálico se depositará sobre el electrodo de cobre.

(Hacer clic sobre el esquema de la derecha para ver una animación)

Esquema de una pila Daniell

(Hacer clic sobre la imagen para ver una animación)

El puente salino (tubo en U) conecta ambos vasos y está lleno de una disolución de un electrolito (KCl). Las bocas se taponan con algodón. De esta forma se impide que las disoluciones se mezclen permitiendo que los iones circulen de un vaso a otro.

En el vaso de la izquierda (Zn | ZnSO4) saltan continuamente iones Zn2+ a la disolución. Esta, por tanto, adquirirá un exceso de carga positiva que impediría que nuevos iones positivos se incorporen a la disolución. Esto se evita porque desde el puente salino se inyectan iones negativos (Cl-) que mantienen la neutralidad de la disolución de sulfato de cinc.

En el vaso de la derecha (Cu | CuSO4) ocurre justamente lo contrario: al retirarse iones Cu2+ de la disolución, esta adquirirá un exceso de carga negativa (debido a la presencia de iones SO4 2-) impidiendo que los iones Cu2+ se descarguen en el electrodo. El puente salino suministra iones positivos (K+)que, al pasar a la disolución de sulfato de cobre, mantienen la neutralidad de la misma.

El efecto neto del puente es establecer una comunicación entre ambos vasos y "cerrar el circuito", haciendo posible la circulación de los electrones por el circuito exterior.

 

Montaje experimental de una pila Daniell

Pila Daniell con un diseño más compacto (en la foto de la derecha despiezada). El electrodo de cobre se introduce en un vaso (el central) al que se añade una disolución de sulfato de cobre(II). El electrodo de cinc se arrolla como una placa cilíndrica alrededor del vaso interior que, al ser poroso permite que pasen iones e un vaso a otro para mantener la neutralidad eléctrica. En el vaso exterior se vierte una disolución de sulfato de cinc