Was ist die Daniell -Zelle?

Die Daniell-Zelle ist eine Art Kupfer-Zink-Batterie, die eine poröse Barriere zwischen den beiden Metallen verwendet.Es wurde 1836 vom britischen Chemiker John Frederic Daniell erfunden.Einmal in der europäischen Telegraphenindustrie eingesetzt, wurde es Ende des 19. Jahrhunderts durch moderne Batteriedesigns ersetzt.Heute wird im Klassenzimmer hauptsächlich verwendet, um zu demonstrieren, wie Batterien funktionierenvon Metall.Dieser

Voltaic Stapel

wurde in vielen elektrischen Experimenten verwendet, aber mit weniger als einer Stunde Akkulaufzeit hatte keine wirkliche industrielle Anwendungen.Daniell modifizierte Voltas -Design, um eine Batterie mit einer längeren Lebensdauer zu schaffen, sodass er praktisch verwendet wird. Das Prinzip hinter Daniells Battery und Voltas ist gleich.Ein flüssiger gelöster gelöster als

elektrolyt mdash;Im Voltas Design die Salzlösung zwischen den Metallplatten Mdash;beginnt, das Zink und das Kupfer in positiv geladene Ionen aufzulösen.Wenn die Ionen das Metall verlassen, bleiben freie Elektronen zurück.Das Zink löst sich schneller auf als das Kupfer, was bedeutet, dass das Zink bald mehr Elektronen enthält.Wenn man die beiden Metallstücke mit einem Draht verbindet, wandern die Elektronen durch den Draht vom Zink zum Kupfer, wodurch ein elektrischer Strom entsteht.Zwei Prozesse verkürzen die Lebensdauer der Batterie.Wenn es aufbewahrt wird, ohne dass der Strom gezogen wird, werden die Kupferionen im Elektrolyten zum negativ geladenen Zinkterminal gezogen.Diese Ionen werden dann mit den Elektronen im Zink koppeln und ihre Ladung neutralisieren.Schließlich wird kein Zink mehr für die Auflösung verfügbar sein.Dieser Prozess wird als

Reduktion bezeichnet.

Der andere Batterie-Tötungsverfahren tritt beim Ziehen von Strom auf.Die Zinkionen drücken Wasserstoff in den Elektrolyten zum Kupfer, wo sich der Wasserstoff auf der Oberfläche aufbaut und schließlich den Stromfluss anhält.Dieser Prozess ist als Polarisation

bekannt.Die Daniell -Zelle wurde als Reaktion auf die Zwillingsprobleme der Zinkreduktion und -polarisierung entworfen.Es löst diese Probleme, indem es Zink und Kupfer in getrennten Elektrolyten isoliert.

Um eine Daniell -Zelle herzustellen, kann ein unglasierter Steingutbehälter mit Schwefelsäure und einem Stück Zink gefüllt werden, das darin eingetaucht ist.Der Behälter kann dann in eine Kupferdose platziert werden, die mit Kupfersulfat gefüllt wurde.Die Steingutbarriere hält das Zink und das Kupfer auf den gegenüberliegenden Seiten.Dies verhindert, dass die Zinkionen Wasserstoff an das Kupfer senden und die Polarisation verhindert.Es hält auch die Kupferionen vom Zink fern und verhindert die Zinkreduzierung.Daniell bezeichnete seine Zelle als die konstante Batterie

aufgrund seiner Verhinderung der Polarisation.

Die Poren in der Barriere ermöglichen es positiv geladene Sulfationen, von der Kupferseite zur Zinkseite zu wandern.Dadurch wird der Elektronenfluss vom Zink zum Kupfer ausgewirkt, wenn die Schaltung abgeschlossen ist.Die Menge an elektrischem Potential, die von einer Daniell -Zelle erzeugt wurde, wurde als Volt

bezeichnet.Der Wert des modernen Volts ist etwas anders;Eine Daniell -Zelle erzeugt etwa 1,1 der heutigen Volt und hat einen inneren Widerstand von etwa 2 Ohm.