Então, o cientista John Frederic Daniell (1790-1845) em 1836 propôs uma célula elétrica aprimorada que fornecia uma corrente uniforme durante a operação contínua. Assim, a célula de Daniell deu um novo impulso à pesquisa elétrica e encontrou muitas aplicações comerciais. Até então a célula voltaica, que era a primeira fonte de eletricidade contínua da época tinha pouco uso, pois ele perdia energia rapidamente à medida que consumia a corrente. Bom, o invento de Daniell lhe rendeu o maior prêmio da Royal Society, a Medalha Copley em 1837.
Bom, Dainell construiu um dispositivo, chamado pilha eletroquímica. Então, esse dispositivo tinha duas placas metálicas separadas por semi-células chamada de eletrodos. Então, no gift abaixo mostra como é uma pilha eletroquímica proposta por Daniell; ou seja, um dos eletrodos tem uma placa de zinco metálico (Zn(s)) mergulhada em uma solução que contendo sal íons zinco (Zn2+(aq)), como uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4(aq)).
Já o segundo eletrodo tem, sobretudo, uma placa de cobre metálico (Cu(s)) mergulhada em uma solução que contém cátions cobre (Cu2+(aq)), como uma solução de sulfato de cobre (CuSO4(aq)). Então, interliga-se esses dois eletrodos por um circuito externo, com uma lâmpada, formando a pilha eletroquímica. Bom, o acendimento da lâmpada indica que está ocorrendo a passagem de corrente elétrica através do circuito elétrico da pilha eletroquímica.
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Dessa forma, o interessante da pilha eletroquímica de Daniell é que com o passar do tempo ocorrem outras mudanças:
- A placa de zinco é corroída, perdendo massa;
- Aumento de massa da placa de cobre;
- A solução de sulfato de cobre que inicialmente é azul e fica mais descorada.
Essas mudanças ocorrem na pilha eletroquímica, sobretudo, por causa da reação de oxirredução nos dois eletrodos. Dessa forma, para ocorrer uma reação de oxirredução é necessário que a capacidade de atração de elétrons de um material seja maior que o outro.
Então, como a capacidade de redução do Cu2+ é maior que do Zn2+, os íons Cu2+ são reduzidos e o Zno é oxidado. Desse modo, o Zno é oxidado, perdendo elétrons, tornando-se o polo negativo dessa pilha, que é chamado de ânodo, de acordo com a seguinte semirreação oxidação:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-
Bom, os elétrons liberados pela oxidação do Zno são transferidos através da pilha de Daniell para o eletrodo de cobre. Assim, no eletrodo de Cuo ocorre a seguinte semirreação de redução que torna o polo do eletrodo positivo:
Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(s)
Em termos de reação global podemos temos as seguintes reações:
- Semirreação do ânodo: Zno(s) → Zn2+(aq) + 2e-
- Semirreação do cátodo: Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)
- Reação Global da Pilha: Cu2+(aq) + Zno(s) → Zn2+(aq) + Cuo(s)
A convenção mundial de representação das pilhas tem como base a seguinte ordem:
Seguindo essa notação química recomendada pela IUPAC, a representação da pilha de Daniell é dada por:
Observe que no lado esquerdo temos representada a semi-reação: Zno(s) → Zn2+(aq) + 2e-. Ao invês de um seta temos uma barra, indicando duas fases (líquida e sólida), Depois temos duas barras juntas indicando a ponte salina e, finalmente, a semi-reação Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) com uma barra também indicando duas fases.
Fonte:
