Progetto Mozambico La Cella di Daniell Itis Cardano di Pavia (Italy) Classe 3°AE Anno scolastico 2007/08

Indice di presentazione Introduzione dell’esperienza su basi teoriche Materiali usati Sequenza di montaggio Risultati ottenuti Problemi, soluzioni ed alternative Riferimenti internet Gruppo di lavoro Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Introduzione all’esperienza (1/3) Nel 1836 il chimico inglese John Fredric Daniell costruì la pila che porta il suo nome e che fu impiegata a metà dell’ottocento per alimentare il telegrafo. Data la sua estrema facilità di costruzione, la pila di Daniell è impiegata ai giorni nostri per uso didattico.   Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Introduzione all’esperienza (2/3) Questa pila è formata da due semicelle realizzate con becker: una contenente la soluzione di nitrato di rame, in cui è immersa la lamina di rame l’altra costituita dalla soluzione di nitrato di zinco in cui è immersa la lamina di zinco. Le due semicelle sono collegate da un tubo ad U, riempito con una soluzione di nitrato di potassio. Gli elementi costruttivi di questa pila sono illustrati nella:figura seguente. Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

soluzione 1M di nitrato di rame (Cu(NO3)2) lamina di rame lamina di zinco soluzione 1M di nitrato di rame (Cu(NO3)2) soluzione 1M di nitrato di zinco (Zn(NO3)2) ponte salino con sale da cucina (NaCl) o nitrato di potassio(KNO3).

Introduzione all’esperienza (3/3) Il passaggio di corrente è generato dalla differenza di potenziale tra i due elettrodi (costituiti dalle lamine di zinco e di rame). Perché ciò possa accadere nella cella Zn//Cu si deve verificare una reazione di ossidoriduzione. Lo zinco ha un potere riducente maggiore di quello del rame e per questo tende ad ossidarsi. La semireazione di ossidazione dello zinco è: La semireazione di riduzione del rame è: Unendo le due semireazioni otteniamo la reazione completa che avviene nella cella Zn//Cu. Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Materiali usati: Una lamina di rame Una lamina di zinco Un recipiente Tubo di plastica Cotone idrofilo 100g di solfato di rame (CuSO4) 100g di solfato di zinco (ZnSO4) 5g di nitrato di potassio (KNO3) 1litro di acqua distillata Un tester ( voltmetro) Ponte salino di vetro Due cavi con morsetti a coccodrillo Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Sequenza di montaggio (Fase 1) Preparate una soluzione abbastanza concentrata di solfato di rame in acqua distillata … Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Sequenza di montaggio (Fase 2) …Inoltre, preparate un'altra soluzione, più o meno della stessa concentrazione, di solfato di zinco in acqua distillata... Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Sequenza di montaggio (Fase 3) Per entrambe queste soluzioni, potete sciogliere dai 10 ai 30 grammi di sale ogni 100 cc di acqua distillata. Nel nostro caso il sale era gia stato sciolto nell’ acqua distillata usata per diluire il solfato di zinco e solfato di rame Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Sequenza di montaggio (Fase 4) Successivamente, preparate il ponte salino: Prendete il tubo di vetro ad U e riempitelo per circa i suoi 2/3 con la soluzione ottenuta prima tra acqua distillata e sale (H2O + NaCl) A questo punto, come potete vedere dalla prossima foto, chiudete il tubo con due tappi di cotone idrofilo pressato dopo aver già posizionato il ponte tra i due becker, Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Sequenza di montaggio (Fase 5) Immergete l’elettrodo di rame all’interno della soluzione di CuSO4 collegando la lamina al cavetto attraverso il morsetto a coccodrillo. Stessa operazione per la lamina di zinco che viene immersa nel becker contenente ZnSO4 . Collegando il tester, misurerete un’intensita di corrente di circa 0,16 mA. Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Problemi, soluzioni ed alternative La pila di Daniell, come tutte le pile comunemente usate, è costruita in modo da eliminare il fenomeno della polarizzazione. Questo tipo di cella voltaica presenta un difetto: la fem (forza elettromotrice) diminuisce nel tempo. Proprio per questo motivo sono stati progettati dei dispositivi (batterie) in grado di mantenere la ddp (differenza di potenziale) tra gli elettrodi costante nel tempo.   Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Riferimenti internet http://www.funsci.com http://it.wikipedia.org/wiki/Cella_elettrochimica http://venus.unive.it/miche/chimrestau/capitoli/08-1re.htm http://www.itchiavari.org/chimica/lab/daniell.html Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia

Gruppo di lavoro: Massone Marco Pasotti Davide Negri Michele Rosa Luca Lova Marco Progetto Mozambico – Classe 3°AE Itis Cardano Pavia