Hvad er Daniell -cellen?

Daniell-cellen er et slags kobber-zink-batteri, der anvender en porøs barriere mellem de to metaller.Det blev opfundet i 1836 af den britiske kemiker John Frederic Daniell.Når den var brugt bredt i den europæiske telegrafindustri, blev den erstattet i slutningen af det 19. århundrede af mere moderne batteri -design.I dag bruges det først ogaf metal.Denne

voltaiske bunke

blev anvendt i mange elektriske eksperimenter, men med mindre end en times batterilevetid havde ingen reelle industrielle anvendelser.Daniell modificeret Voltas -design for at skabe et batteri med en længere levetid, hvilket gør det muligt at bruge det praktisk. Princippet bag Daniells -batteriet og Voltas er det samme.Et flydende opløst stof kaldet

elektrolyt

mdash;I Voltas Design, saltvand mellem metalpladerne mdash;begynder at opløse zink og kobber i positivt ladede ioner.Når ionerne forlader metallet, forbliver frie elektroner bagud.Zink opløses hurtigere end kobberet, hvilket betyder, at zink snart indeholder flere elektroner.Hvis man forbinder de to metalstykker med en ledning, vandrer elektronerne gennem ledningen fra zink til kobber og skaber en elektrisk strøm. Hvis zink og kobber opløses i den samme elektrolyt, som i den voltaiske bunke, to processer vil forkorte batteriets levetid.Hvis det opbevares, uden at elektricitet er tegnet, trækkes kobberionerne i elektrolytten til den negativt ladede zinkterminal.Disse ioner vil derefter parre sig med elektronerne i zink og neutralisere dens ladning.Til sidst vil der ikke være flere zink til rådighed til opløsning.Denne proces er kendt som

reduktion

. Den anden batteridaberingsproces opstår, når der trækkes elektricitet.Zinkionerne vil skubbe brint i elektrolytten til kobberet, hvor brintet bygger op på overfladen og til sidst stopper strømmen af elektricitet.Denne proces er kendt som

polarisering

.Daniell -cellen blev designet som svar på dobbeltproblemerne med zinkreduktion og polarisering.Det løser disse problemer ved at isolere zink og kobber i separate elektrolytter. For at fremstille en Daniell -celle kan en uglaseret fajancebeholder fyldes med svovlsyre og et stykke zink nedsænket i den.Containeren kan derefter placeres inde i en kobberdåse, der er fyldt med kobbersulfat.FORDELEWAREBARREREN holder zink og kobber på modsatte sider;Dette forhindrer zinkionerne i at sende brint til kobberet og forhindre polarisering.Det holder også kobberionerne væk fra zink og forhindrer zinkreduktion.Daniell omtalte sin celle som

konstant batteri

på grund af dens forebyggelse af polarisering. Porerne i barrieren tillader positivt ladede sulfationer at rejse fra kobbersiden til zinksiden.Dette afbalancerer strømmen af elektroner fra zink til kobberet, når kredsløbet er afsluttet.Mængden af elektrisk potentiale produceret af en Daniell -celle blev navngivet

volt

.Værdien af den moderne volt er lidt anderledes;En Daniell -celle producerer ca. 1,1 af dagens volt og har en intern modstand på ca. 2 ohm.