Pila di Daniell e pila di Volta

Materie:	Altro
Categoria:	Chimica
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Data:	24.05.2007
Numero di pagine:	3
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Relazione di laboratorio – Ferrarelli Riccardo 4E -

Pila di daniell
Occorrente:
-2 becker
-Solfato di zinco
-Solfato di rame
-Tubo in vetro a U
-Ovatta
-Lamina di alluminio
-Lamina di rame
-Misuratore di potenziale
-Cloruro di zinco
-Acqua
Procedimento:
1-riempire un becker con il solfato di Rame e acqua e l’altro con il solfato di Zinco e acqua.
2-inserire la lamina di Rame nel becker contenente il solfato di Rame e la lamina di Alluminio nel becker con il solfato di Zinco( in laboratorio è stato utilizzata una lamina di alluminio ma solitamente nel becker deve essere inserito un metallo immerso in un suo sale, in questo caso sarebbe quindi stato ideale lo Zinco) .
3-riempire il tubo ad U di cloruro di Zinco e tappare i due estremi con dell‘ ovatta.
4-collegare il filo positivo(rosso) del misuratore di potenziale alla lamina di Rame e il polo negativo(nero)alla lamina di Alluminio.
L’anodo e il catodo della pila saranno rispettivamente il becker con la lamina di Alluminio immersa nel solfato di Zinco e il becker con la lamina di Rame immersa nel solfato di Rame. Abbiamo cosi ottenuto una situazione simile alla seguente:

Va ribadito che nell’esperimento che noi abbiamo eseguito in laboratorio il ponte salino era formato da ZnCl e al posto della barretta di Zinco è stata utilizzata una barretta di Alluminio.
Nel recipiente contenente zinco avviene la reazione
cioè lo zinco della sbarra va in soluzione come ione e lascia i due elettroni sulla sbarra; gli elettroni attraversano la sbarra, il conduttore e poi la sbarra di rame fino ad arrivare all'interfaccia fra la sbarra di rame e la soluzione contenente ioni Cu2+ in modo che avviene la reazione
e gli atomi di rame si depositano sulla sbarra di rame. La reazione totale
è la stessa che si ha immergendo direttamente una sbarra di zinco in una soluzione contenente ioni Cu2+.
Questi spostamenti di elettroni si possono verificare praticamente osservando le due barrette sulle parte immersa nel liquido delle semicelle prima e dopo l’esperimento. L’alluminio perdendo elettroni diventa più chiaro e “pulito” mentre il rame appare più scuro a testimonianza dell’acquisizione di elettroni.
Le due sbarre metalliche si chiamano elettrodi; l'elettrodo dove avviene la reazione di riduzione si chiama catodo e quello dove avviene la reazione di ossidazione si chiama anodo. I due sistemi formati dagli elettrodi e dalle soluzioni sono chiamati semicelle o semielementi.
Al momento della misurazione della d.d.p.(differenza di potenziale) abbiamo riscontrato una differenza di circa 1 volt.
Ci siamo quindi chiesti se questa differenza di potenziale sarebbe stata riscontrabile anche eliminando il ponte salino e le semicelle. Abbiamo bagnato un pezzetto di carta con del cloruro di zinco(ZnCl ), ma questo non ha importanza, poteva essere bagnato anche con semplice acqua del rubinetto, e abbiamo posto sul pezzetto di carta le due barrette metalliche assicurandoci di averle ben distanziate. Abbiamo analizzato tre casi:
1-Piombo e Rame: Abbiamo riscontrato la differenza di potenziale pur avendo eliminato ponte salino e semicelle. In questo caso il piombo è l’anodo e il rame il catodo della pila.
2-Piombo e Zinco: Come previsto abbiamo osservato la d.d.p. Qui il Piombo è il catodo e lo Zinco è l’anodo.
3-Alluminio e Piombo: Lieve d.d.p. L’Alluminio è l’anodo e il Piombo è il catodo.
Siamo quindi giunti alla conclusione che le semireazioni che avvengono nella pila di Daniell avvengono in ogni caso anche senza il ponte salino. Questo infatti è utile ad evitare che avvengano ulteriori reazioni chimiche oltre quelle di ossidoriduzione desiderate, tenendo tutte le reazioni ben separate tra loro.
Detto questo le pile più efficaci e potenti sono quelle formate da materiale con d.d.p. più alta possibile. Talvolta opero non è conveniente realizzare pile di questo genere a causa del costo dei materiali che devono contenere gli elementi con maggiore d.d.p. in assoluto come fluoro e litio.
Stesso principio di ossidoriduzioni è utilizzato nelle reazioni che avvengono nelle pile a secco. Le pile a secco sono l’evoluzione della pila di Alessandro Volta, a differenza della pila di Daniell non hanno bisogno di liquidi. Il loro utilizzo è quindi molto più pratico e più diffuso.