Daniell 세포는 구리 (II) 설페이트 용액으로 채워진 구리 냄비로 구성된 전기 화학적 세포의 한 유형입니다. 황산과 아연 전극을 함유 한이 용액에 유약이없는 토기가 담겨 있습니다. Daniell 세포는 1836 년 영국 화학자이자 기상 학자 John Frederic Daniell에 의해 발명되었습니다. Daniell 세포는 발명되었으며 화학자는 볼타이 더미에서 발견되는 수소 거품 문제를 제거하는 방법을 찾고있었습니다. Daniell Cell은 당시의 기술을 고려하면 배터리 개발에서 좋은 진전으로 여겨졌습니다.
Daniell Cell의 정의
Daniell 세포는 황산염 용액의 구리 전극으로부터 다공성 장벽에 의해 분리 된 황산을 갖는 1 차 볼타시 세포로 정의 될 수있다.
Daniell 셀은 개선 된 버전의 Voltaic 셀입니다. 볼타 세포에서 직면 한 편광 문제는 Daniell 세포에서 다루어집니다.
Daniell Cell의 구성
Daniell 세포는 기본적으로 구리로 만들어진 용기입니다. 이 구리 용기 내부에는 컨테이너가 하나 더 있습니다. 이 용기는 다공성이며 희석 된 황산을 함유하고 있습니다. 아연 아말감 막대는 다공성 냄비 내의이 황산에 침지된다.
Daniell Cell의 작업
희석 황산에는 H+ 이온과 SO4 이온이 있습니다. 2 개의 금속 전극이 외부 회로의 도움으로 연결되면 구리 전극은 아연의 금속 산화로 아연에 남은 전자를 유치합니다. 아연의 산화 과정은 부식을 일으키고 아연의 어두워지면 나타납니다.
구리가 회로를 통해 수용하는 아연의 전자는 구리 황산염 용액으로부터 양으로 하전 된 구리 이온과 결합되며 구리 전극상의 고체 구리의 침착 물을 형성한다.
황산염은 회로를 유지하는 데 중요한 역할을합니다. 구리 전극으로가는 모든 아연 전자 쌍에 대해, 하나의 황산염 이온은 희석 된 황산에 담긴 다공성 토기를 통해 구리 쪽의 보상을 위해 용액을 통과시킨다. 이것은 회로를 통한 전자의 흐름을 허용합니다. 아연 금속은 황산염 이온과 결합하여 더 많은 전자를 방출하는 양의 이온으로 분해됩니다.
화학 반응
양극에서 아연은이 반응에 따라 산화됩니다.
Zn (s) → Zn + 2 + 2e-
음극 에서이 반응에 따라 구리가 감소합니다.
Cu + 2 + 2e- → Cu (s)
양으로 하전 된 구리 이온은 항상 긍정적으로 하전 된 양극을 향해 이동한다는 것을 알아야합니다. 이것은 화학 에너지의 감소로 인한 것입니다.
전체 반응은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
Zn (S) + Cu + 2 → Zn + 2 (aq) + Cu (S)
이러한 공정은 아연 이온으로서 용액으로 아연 전극을 부식시키고 양극 전극에서 고체 구리의 축적을 초래한다.
Daniell 세포는 아연 몰 당 대략 213kJ를 생성합니다. 이것은 구리 금속에 비해 아연의 약한 결합 때문입니다.
일반적으로 교실에서의 시연을 위해 Daniell 세포의 형태는 2.5 세포라고도합니다. 설명을 단순화하는 데 사용됩니다.
Daniell Cell의 응용
Daniell 세포는 주로 전자 합금 과정에서 사용됩니다.
새의 세포
Daniell 세포 변형은 1837 년 Golding Bird라는 의사에 의해 발명되었습니다. 다공성 장벽을 보충하기 위해 파리 석고를 사용하여 두 솔루션을 분리했습니다. 이 실험은이 분야가 당시에는 아주 새롭기 때문에 전자 합금의 진행에 중요했습니다. 조류 실험에서 고체 구리가 파리 석고에 퇴적 된 것으로 관찰되었습니다. 금속이 금속 표면에만 퇴적된다고 믿었 기 때문에 이것은 매우 충격적이었습니다.
전기 형성
처음으로 Daniell Cell의 특징은 John Dancer로 알려진 리버풀의 악기 제조업체에 의해 구리 도금에 상업적으로 사용되었습니다. 전기 형성이라는 과정에서, 다공성 장벽을 사용하여 원하는 모양에 물체를 형성 할 수 있었고 John Dancer는 이러한 기능을 잘 활용했습니다. 그러나 그 당시 많은 사람들이 같은 발견을 했으므로 John Dancer는 전기 타이핑의 발명에 대한 신용을 얻지 못했습니다. 대신 Moritz von Jacobi라는 러시아어로갑니다.
결론
Daniell 세포는 구리 황산염 용액으로 채워진 구리 냄비로 구성된 전기 화학적 세포의 한 유형입니다. 이 구리 황산염 용액은 희석 된 황산과 아연 전극으로 채워진 다공성 토기를 갖는다. Daniell Cell은 1836 년 영국 화학자 John Frederic Daniell에 의해 발명되었습니다. Electrometallurgy 및 전기 타이핑에서의 용도를 찾을 수 있습니다.
