Elettrochimica: pile di Daniell e a concentrazione

Filippo Franzolin Filippo Franzolin 4° ALT 10/12/05 LE PILE (di DANIELL E A CONCENTRAZIONE) Scopo: realizzare la pila Daniell ed una pila Cu//Cu++ a concentrazione. Materiale: bilancia (± 0,0001g), multimetro, cavi e coccodrilli, becher, matraccio, pipetta, barrette di rame e di zinco (elettrodi), striscia di carta. Soluzioni per la pila Daniell: 100mL di CuSO4 1M, 100mL di ZnSO4 1M. Soluzioni per la pila a concentrazione: 100mL di CuSO4 1M, 100mL di CuSO4 0,1M, 100mL di CuSO4 0,01M, 1000mL di CuSO4 0,001M. Soluzione per il ponte salino: 100mL di KNO3 30g/100mL. Procedimento per la pila Daniell: preparare in vari matracci di adeguata capacità le soluzioni sopra elencate, mettere in due becher separati le due soluzioni per la pila Daniell, e metterle a contatto con la striscia di carta precedentemente imbevuta nella soluzione per il ponte salino, inserire i due elettrodi, collegati al multimetro, nelle rispettive soluzioni e misurare la d.d.p. Procedimento per la pila a concentrazione: preparare in vari matracci di adeguata capacità le soluzioni sopra elencate, metterne circa 50mL di ognuna in un becher diverso, e cominciare a metter in contatto con la striscia di carta precedentemente imbevuta nella soluzione per il ponte salino la soluzione 1M e quella 0,1M e misurare la d.d.p. , mantenere solo il becher con la soluzione 1M e metterla in contatto, sempre con il ponte salino, con la soluzione 0,01M e misurare la d.d.p. , ripetere l'operazione anche con l'ultima soluzione estremamente diluita 0,001M. Note teoriche ed osservazioni della pila Daniell: La pila Daniell venne costruita nel 1836 dal fisico-chimico John Frederic Daniell; questo fu il primo tipo di pila depolarizzata a due liquidi. L'elettrodo positivo è di rame (a in figura) ed è immerso in soluzione acquosa di solfato di rame (b in figura), l'elettrodo negativo è di zinco (c in figura) ed è immerso in una soluzione diluita di solfato di zinco (d in figura) le due soluzioni sono messe in contatto tramite il ponte salino, che è una striscia di carta imbevuta di una soluzione di KNO3 (f in figura), che ha la funzione di assicurare il bilancio ionico tra le due semicelle e perciò garantisce il flusso elettrico del circuito. Immergendo una lamina di metallo in una soluzione di suoi ioni, alcuni atomi hanno la tendenza di staccarsi dalla lamina ed entrare in soluzione, questo processo viene ostacolato dagli ioni già presenti in soluzione che a loro volta tengono a depositarsi sul metallo. Quando una di queste due tendenze ha la supremazia sull'altra si forma il potenziale di elettrodo. Appunto per una differenza di potenziale di elettrodo che si ha tra le due soluzioni nella semicella dove è presente il rame (Cu) avviene la riduzione degli ioni di Cu++ sull'elettrodo di rame con l'assorbimento di due elettroni provenienti dall'elettrodo negativo attraverso il circuito elettrico di carico (indicato nella figura con la lettera g). In questo modo la concentrazione cationica diminuisce e gli ion