Daniellcelle

Daniellcelle består av to halvledere. Vi kaller sinkstaven i sinkioneløsningen for en halvcelle. Kobberstangen i kobberioneløsningen er en annen halvcelle. De to halvcellene er forbundet med hverandre ved hjelp av en saltbro. Saltbroen inneholder en løsning som leder strøm (en elektrolytt), men som ikke lar løsningen i de to halvcellene blande seg. Saltbroen, som i dette tilfelle er natriumsulfat (Na2S04). Det deltar ikke i reaksjonen, men sørger for at strømkretsen er lukket.

Utstyr:

Et galvanisk element, som ble laget for første gang i 1836 av den engelske kjemikeren John Frederic Daniell, består av to elektroder: En anode (sink – Zn) som er negativ, ettersom den gir fra seg elektroner, og en katode (kobber – Cu) som er positiv, fordi den mottar elektroner. Et galvanisk element består også av en løsning sulfat, Zn²⁺- ioner og SO4^2-- ioner (ZnSO4), og en løsning av kobbersulfat, Cu²⁺-ioner og SO₄^2--ioner (CuSO₄), i to forskjellige beholdere. I tillegg består den av en saltbro, en fuktet papirstrimmel (som i dette tilfelle består av natriumsulfat - Na2SO4) og alternativt et voltmeter eller en lyspære. Ledninger forbinder elektrodene (og evt. voltmeteret eller lyspæra) med hverandre. 

Fremgangsmåte:

1. Koble sammen utstyret og mål spenningen. Potensialet er 1,1 volt. 

Resultat:

I daniellcellen går kjemisk energi over til elektrisk energi. Mellom sinktanga og kobberstanga er den optimale spenningen 1,1 V. Dette kaller vi for elektromagnetisk spenning (ems). Gjennom den elektromagnetiske spenningen går det elektroner fra sinkstanga til kobberstanga. 

Tilslutt ender elektronene opp hos kobber elektroden, der ionene fra kobbersulfat løsningen tar til seg elektroner og blir til rent kobber (Cu), for så å feste seg til kobber elektroden som vil vokse. En slik reaksjon (redoksreaksjon) vil repetere seg kontinuerlig helt til det enten er tomt for kobberioner eller til sink elektroden er borte. Redoksreaksjonsligningen for denne daniellcellen vil se slik ut: Zn —> Zn²⁺ + 2e^-Cu²⁺ + 2e^- —> Cu. 

Vi kan lade opp daniellcellen igjen ved å koble en likespenningskilde til polene i cellen. Spenningen må være større enn den elektromagnetiske spenningen (ems) til danielcellen som er 1,1 V. Denne likespenningskilden "pumper" elektronene tilbake til den negative polen. Det skjer da en elektrolyse der sink tar opp elektroner (reduksjon) ved den negative polen og kobber gir fra seg to elektroner (oksidasjon) ved den positive polen.

Kilder: Naturfag 3 - påbygging til generell studiekompetanse