Pila
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La pila Daniell
Una pila Daniell consta de dos semiceldas. En la semicelda de la izquierda se sumerge una lámina de Zn (electrodo) en una disolución de sulfato de cinc (ZnSO4), y en el de la derecha se sumerge una lámina de cobre (electrodo) en una disolución de sulfato de cobre II (CuSO4). Las dos disoluciones se intercomunican con un puente salino relleno con una disolución de cloruro potásico (KCl), este puente salino evita que se acumulen cargas del mismo signo en cada semicelda.
Funcionamiento pila Daniell.
Cuando se conectan los dos electrodos de Zn y Cu con un hilo conductor comienza a funcionar la pila. En el recipiente de la izquierda (ánodo) se produce la oxidación del Zn según:
Zn →Zn2+ + 2e- los electrones cedidos por el Zn circulan por el hilo conductor hasta el cátodo de cobre, donde el ión Cu2+ que está en contacto con él los capta y se reduce según: Cu2+ + 2e-→ Cu.
Para que la disolución sea eléctricamente neutra, según desaparecen los iones Cu2+ en el cátodo, los aniones sulfato (SO42-) deben emigrar por el puente salino hacia el ánodo. De hecho todos los iones negativos presentes (SO42- y el Cl- del puente salino) emigran hacia el recipiente anódico y los iones positivos presentes (Zn2+ y K+ del puente salino) emigran hacia el recipiente catódico.
A medida que va transcurriendo la reacción se va disolviendo el electrodo de Zn y, simultáneamente, desaparece el sulfato de cobre II al depositarse el cobre en el cátodo. La pila seguirá funcionando hasta que se disuelva todo el electrodo de Zn o se consuma el ión Cu2+ del sulfato de cobre II.
La diferencia de potencial que se establece entre los electrodos de una pila galvánica y que puede medirse con un voltímetro se llama fuerza electromotriz (f.e.m) de la pila.
Representación simbólica de una pila
Las celdas galvánicas se pueden representar simbólicamente con una notación conocida como diagrama de pila, en la que una barra vertical (│) indica un cambio de fase y una doble barra vertical (││) indica un puente salino. A la izquierda del puente salino se sitúa siempre el ánodo de la celda y a la derecha el cátodo, con esta notación la pila Daniell se representa como:
Zn (s) │ ZnSO4 (aq) ││ CuSO4 (aq) │ Cu (s)