Tế bào Daniell là gì?

Tế bào Daniell là một loại pin bằng đồng bằng đồng sử dụng hàng rào xốp giữa hai kim loại.Nó được phát minh vào năm 1836 bởi nhà hóa học người Anh John Frederic Daniell.Sau khi được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện báo châu Âu, nó được thay thế vào cuối thế kỷ 19 bởi các thiết kế pin hiện đại hơn.Ngày nay, nó chủ yếu được sử dụng trong lớp học để chứng minh cách hoạt động của pin. Nhà khoa học Ý Alessandro Volta đã phát minh ra pin vào năm 1800. Thiết kế của ông đã sử dụng một cột kẽm xen kẽ và đĩa đồng, với các miếng bìa cứng bão hòa nước muối giữa mỗi miếngkim loại.Cọc

Volta này đã được sử dụng trong nhiều thí nghiệm điện, nhưng với thời lượng pin chưa đầy một giờ, không có ứng dụng công nghiệp thực sự.Thiết kế Voltas đã sửa đổi của Daniell để tạo pin với tuổi thọ dài hơn, cho phép nó được sử dụng thực tế. Nguyên tắc đằng sau pin Daniells và Voltas là như nhau.Một chất tan chất lỏng gọi là

elolyte mdash;Trong thiết kế Voltas, nước muối giữa các tấm kim loại mdash;Bắt đầu hòa tan kẽm và đồng thành các ion tích điện dương.Khi các ion rời khỏi kim loại, các electron miễn phí vẫn ở phía sau.Kẽm hòa tan nhanh hơn đồng, điều đó có nghĩa là kẽm sớm chứa nhiều electron hơn.Nếu một người kết nối hai mảnh kim loại với dây, các electron sẽ di chuyển qua dây từ kẽm sang đồng, tạo ra một dòng điện.

Nếu kẽm và đồng hòa tan trong cùng một chất điện phân, hai quá trình sẽ rút ngắn tuổi thọ của pin.Nếu nó được lưu trữ mà không có điện được rút ra, thì các ion đồng trong chất điện phân sẽ được vẽ thành đầu cuối kẽm điện tích âm.Các ion này sau đó sẽ kết hợp với các electron trong kẽm, trung hòa điện tích của nó.Cuối cùng, sẽ không còn kẽm sẽ có sẵn để giải thể.Quá trình này được gọi là giảm

. Quá trình giết chết pin khác xảy ra khi điện được rút ra.Các ion kẽm sẽ đẩy hydro trong chất điện phân đến đồng, nơi hydro tích tụ trên bề mặt và cuối cùng ngăn chặn dòng điện.Quá trình này được gọi là phân cực .Tế bào Daniell được thiết kế để đối phó với các vấn đề sinh đôi của giảm và phân cực kẽm.Nó giải quyết những vấn đề này bằng cách phân lập kẽm và đồng trong các chất điện giải riêng biệt. Để tạo ra một tế bào Daniell, một hộp đất nung không có men có thể được lấp đầy bằng axit sunfuric và một miếng kẽm được ngâm trong đó.Sau đó, thùng chứa có thể được đặt bên trong một lon đồng được lấp đầy bằng đồng sunfat.Hàng rào đất nung giữ kẽm và đồng ở phía đối diện;Điều này giữ cho các ion kẽm không gửi hydro đến đồng, ngăn chặn sự phân cực.Nó cũng giữ các ion đồng tránh xa kẽm, ngăn chặn giảm kẽm.Daniell gọi tế bào của anh ta là pin không đổi vì việc ngăn chặn sự phân cực của nó. Các lỗ chân lông trong hàng rào cho phép các ion sunfat tích cực đi từ phía đồng đến phía kẽm.Điều này cân bằng dòng điện tử từ kẽm đến đồng khi hoàn thành mạch.Lượng điện thế điện được sản xuất bởi một tế bào Daniell được đặt tên là volt.Giá trị của volt hiện đại là hơi khác nhau;Một tế bào Daniell tạo ra khoảng 1,1 volt ngày nay và có điện trở bên trong khoảng 2 ohms.