Pilha de Daniell

Diagrama de uma pilha de Daniell

* Ânodo (placa de zinco) – O zinco metálico tem maior potencial de oxidação que o cobre, por isso ele perde 2 elétrons que são conduzidos para os eletrodos de cobre. Com isso, o zinco metálico (Zn0(s)) sofre oxidação e se transforma no cátion zinco (Zn2+(aq)), que fica na solução. É por isso que a placa de zinco vai perdendo massa com o passar do tempo e a quantidade de cátions Zn2+aumentam na solução de sulfato de zinco.

Portanto, a placa de zinco é o polo negativo da pilha, onde ocorre a oxidação, sendo denominado de ânodo.

Semirreação do ânodo: Zn_(s)   ↔  Zn²⁺_(aq) + 2e-

* Cátodo (placa de cobre) – O cobre metálico tem maior potencial de redução que o zinco, por isso ele recebe os 2 elétrons que o zinco perdeu. Com isso, os cátions cobre (Cu²⁺_(aq)), que estavam na solução de sulfato de cobre, sofrem redução e se transformam em cobre metálico (Cu⁰_(s)), que se deposita na placa. É por isso que, com o passar do tempo, a massa da placa de cobre vai aumentando. Além disso, a cor azul da solução de sulfato de cobre se deve à presença dos íons Cu²⁺. Visto que eles vão diminuindo em solução, a sua cor vai se tornando transparente com o passar do tempo.

Dessa maneira, a placa de cobre é o polo positivo da pilha, onde ocorre a redução, sendo denominado de cátodo.

Semirreação do cátodo: Cu2+(aq) + 2 e- ↔  Cu( s)  

Reação Global da Pilha: Cu2+(aq) + Zn( s)   ↔  Zn2+(aq) + Cu( s)  

A notação química ou representação da pilha de Daniell é feita da seguinte forma:

Zn / Zn2+// Cu2+ / Cu

O químico e meteorologista nascido em Londres John Frederic Daniell (1790 - 1845) foi o responsável pela invenção de diversos experimentos, entre eles uma pilha que levou seu nome, criada em 1836. 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 Cu⁺² e Zn⁺². Representou um grande avanço sobre a pilha de Volta utilizada até então, nos primórdios da criação das baterias.

O funcionamento da pilha de Daniell é semelhante a de Alessandro Volta (1745-1827), 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. Nesta 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.

Em muitos materiais didáticos a pilha de Daniell é representada com a capacidade de acender uma lâmpada. É importante ressaltar que essa representação não é fiel a maneira como a pilha foi construída, visto que em 1836 a lâmpada não existia. A lâmpada foi patenteada em 1879 por Thomas Alva Edison (1847-1931).