Composants:
* deux demi-cellules:
* anode: Composé d'une électrode de zinc submergée dans une solution de sulfate de zinc (ZNSO₄). Le zinc est oxydé à l'anode, libérant des électrons dans le circuit externe.
* cathode: Composé d'une électrode en cuivre immergée dans une solution de sulfate de cuivre (Cuso₄). Les ions cuivre (Cu²⁺) dans la solution sont réduits à la cathode, acceptant les électrons du circuit externe.
* pont de sel: Une barrière poreuse reliant les deux demi-cellules. Il permet à l'écoulement des ions de maintenir la neutralité électrique dans les solutions, empêchant l'accumulation de charge qui arrêterait la réaction.
* Circuit externe: Un fil reliant l'anode et la cathode, permettant aux électrons de s'écouler de l'anode à la cathode.
Réaction:
La réaction globale dans une cellule Daniell est:
zn (s) + cu²⁺ (aq) → zn²⁺ (aq) + cu (s)
* anode (oxydation): Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e⁻
* cathode (réduction): Cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → cu (s)
comment cela fonctionne:
1. Les atomes de zinc à l'anode perdent des électrons et deviennent des ions de zinc (Zn²⁺), qui se dissolvent dans la solution de sulfate de zinc.
2. Les électrons circulent à travers le circuit externe de l'anode à la cathode.
3. Les ions cuivre (Cu²⁺) dans la solution de sulfate de cuivre acceptent les électrons à la cathode et sont réduits aux atomes de cuivre, déposant sur l'électrode en cuivre.
4. Le pont de sel permet aux ions de s'écouler entre les demi-cellules pour maintenir la neutralité électrique. Cela empêche l'accumulation d'une charge positive dans la demi-cellule du zinc et la charge négative dans la demi-cellule en cuivre.
Caractéristiques:
* produit une tension régulière d'environ 1,1 volts.
* a une durée de vie relativement longue.
* non recessable. Une fois l'électrode de zinc consommée, la cellule cesse de fonctionner.
Applications:
* Historiquement, les cellules Daniell ont été utilisées comme source d'électricité pratique.
* Aujourd'hui, ils sont principalement utilisés dans les contextes éducatifs pour démontrer les principes de l'électrochimie.
en résumé:
La cellule Daniell est un exemple simple mais important d'une cellule électrochimique qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique. Il présente les principes des réactions d'oxydation-réduction, du flux d'électrons et du transport ionique, fournissant une compréhension fondamentale du fonctionnement des batteries.
