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A pilha de Daniell (também chamada de célula de Daniell) é uma pilha constituída de eletrodos de cobre e zinco interligados e respectivamente imersos em solução de Cu2+ e Zn2+. Foi inventada pelo britânico John Frederic Daniell.
PILHA DE DANIELL TRADICIONAL
Esta pilha construída por John Frederick Daniell, no ano de 1836, é constituída por dois eletrodos um de cobre e um de zinco imersos em semi-células contendo soluções com seus respectivos íons (Cu++ e Zn++), uma ponte salina conectada às duas semi-células e um fio metálico.
O funcionamento da pilha de Daniell é semelhante a de Volta pois possuem os mesmos eletrodos: cobre e zinco, as diferenças são que na pilha de Daniell os eletrodos estão em compartimentos separados, e a utilização da ponte salina, que é responsável pelo fechamento do circuito elétrico.
Nessa pilha ocorre a semi-reação de oxidação no eletrodo de zinco, havendo um fluxo de elétrons através do fio metálico até o eletrodo de cobre, local onde ocorre a semi-reação de redução. Para manter a neutralidade elétrica, íons migram através da ponte salina, que é uma solução eletrolítica que não participa diretamente das reações nos eletrodos.
O calculo da diferença de potencial pode ser feito com a fórmula: D E = Eoxid - Ered
(maior) (menor)
Assim para pilha de Daniell temos:
Trabalho espontâneo: é um processo espontâneo, o valor de D E é sempre positivo.
Trabalho elétrico da pilha: Energia responsável pelo trabalho químico recebe o nome de energia livre (G).
A variação de energia livre (D E) mede o trabalho realizado pelo sistema.
D G = -nF*D E. O que determina esse cálculo?
Corrente elétrica (I) é o deslocamento “ordenado”(dirigido) de cargas elétricas em um meio condutor sujeito a uma DDP. Nos meios metálicos as cargas são os elétrons livres.
O dispositivo que mantém a DDP é o GERADOR, que faz isto às custas da transformação de algum tipo de energia em ENERGIA ELÉTRICA, pois na natureza nada é de graça. O CIRCUITO ELÉTRICO é o “ambiente” onde circula a corrente e acontecem as transformações elétricas.
Toda pilha possui um potencial, ou seja, produz uma voltagem, sendo este potencial medido na pilha. (No caso das pilhas comerciais, que se usam em rádios, controles remotos e brinquedos, a voltagem, geralmente é de 1,5V, só variando o tamnho de reserva das pilhas. Tamanhos: A,AA, D, etc.)O potencial da pilha pode ser dado, de uma maneira simplificada por: E = Emaior - Emenor , sendo Emaior e Emenor, os potenciais padrões de redução de cada semi equação.Potencial padrão é medido em relaão ao hidrogênio, que teve por convenção, a denominação de potencial padrão de Hidrogênio, que vale 0V.
É a partir dp potencial de uma pilha, que se sabe se a reação ocorre ou não. Quando a variação de potencial da pilha, E, é maior que zero a reação é espontânea. Quando o potencial é negativo, a reação não ocorre espontaneamente e quanto maior for o potencial, positivo, maior será a eficiência da pilha.
Os metais que têm maior tendência de ceder elétrons são mais reativos e aparecem no início da fila de reatividade dos metais. Os metais menos reativos, com menor tendência de ceder, aparecem no final da fila. Os metais reativos doam elétrons para os menos reativos espontaneamente, estabelecendo assim, as reações espontâneas. Quando ocorre o inverso, ou seja, um metal menos reativo cede elétrons para um metal mais reativo, constitui-se uma reação não espontânea.
Toda pilha possui um potencial, ou seja, produz uma voltagem, sendo este potencial medido na pilha. (No caso das pilhas comerciais, que se usam em rádios, controles remotos e brinquedos, a voltagem, geralmente é de 1,5V, só variando o tamnho de reserva das pilhas. Tamanhos: A,AA, D, etc.)O potencial da pilha pode ser dado, de uma maneira simplificada por: E = Emaior - Emenor , sendo Emaior e Emenor, os potenciais padrões de redução de cada semi equação.Potencial padrão é medido em relaão ao hidrogênio, que teve por convenção, a denominação de potencial padrão de Hidrogênio, que vale 0V.
É a partir dp potencial de uma pilha, que se sabe se a reação ocorre ou não. Quando a variação de potencial da pilha, E, é maior que zero a reação é espontânea. Quando o potencial é negativo, a reação não ocorre espontaneamente e quanto maior for o potencial, positivo, maior será a eficiência da pilha.
Para um metal poder reagir deve absorver energia para seus átomos serem isolados, por sublimação, da estrutura cristalina e a seguir serem ionizados. Uma elevação da energia de sublimação e uma alta energia de ionização diminuem a reatividade, embora possa haver compensação parcial com a energia liberada quando os íons se hidratam. Comparando o cobre com o potássio, verifica-se que o cobre possui um ponto de fusão mais elevado e portanto uma maior energia de sublimação. Por causa da carga nuclear maior do cobre, os elétrons são mais firmemente retidos e portanto a energia de ionização será maior. A energia liberada na hidratação não é suficiente para compensar esses valores elevados de energia e assim o potássio é mais reativo que o cobre.
Um metal, assim como qualquer outra substância ou matéria, é formado por elementos químicos sendo geralmente descrito como um aglomerado de átomos com caráter metálico em que os eletrons da camada de valência fluem livremente. Os metais são um dos três grupos dos elementos distinguidos por suas propriedades de ionização e de ligação, junto com metalóides e não-metais. Na tabela periódica, a linha diagonal entre o dúteis e maleáveis, tem geralmente um alto ponto de fusão, são geralmente duros,de cor amarelada, e conduzem electricidade e calor bem. Tem estas propriedades principalmente porque cada átomo exerce somente uma fraca atração nos elétrons mais externos (elétron de valência); assim, os elétrons de valência formam um tipo de nuvem em torno dos átomos, (Teoria de bandas). A maioria de metais são quimicamente estáveis, com a exceção notável dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, encontrados na tabela periódica, nas duas primeiras colunas da esquerda.
