コンポーネント:
* 2つのハーフセル:
* アノード: 硫酸亜鉛溶液(Znso₄)に沈んだ亜鉛電極で構成されています。亜鉛はアノードで酸化され、電子を外部回路に放出します。
* カソード: 硫酸銅溶液(CUSO₄)に沈んだ銅電極で構成されています。溶液中の銅イオン(cu²⁺)は、カソードで還元され、外部回路から電子を受け入れます。
* ソルトブリッジ: 2つのハーフセルを接続する多孔質障壁。これにより、イオンの流れが溶液中の電気中立性を維持することができ、反応を止める電荷の蓄積を防ぎます。
* 外部回路: アノードとカソードを接続するワイヤで、電子がアノードからカソードに流れるようにします。
反応:
ダニエルセルの全体的な反応は次のとおりです。
zn(s) +cu²⁺(aq)→zn²⁺(aq) + cu(s)
* アノード(酸化): Zn(s)→Zn²⁺(aq) +2e⁻
* カソード(還元): cu²⁺(aq) +2e⁻→cu(s)
それがどのように機能するか:
1。アノードの亜鉛原子は電子を失います 亜鉛イオン(Zn²⁺)になり、硫酸亜鉛溶液に溶解します。
2。電子は、外部回路を通るを通過します アノードからカソードまで。
3。銅イオン(cu²⁺)硫酸銅溶液中のカソードの電子を受け入れる 銅原子に還元され、銅電極に堆積します。
4。塩橋により、イオンがハーフセル間を流れるようになります 電気中立性を維持するため。これにより、亜鉛ハーフセルにおける正電荷の蓄積と銅のハーフセルの負電荷が防止されます。
特性:
* 約1.1ボルトの定常電圧が生成されます。
* には比較的長い寿命があります。
* 非再充電可能。 亜鉛電極が消費されると、細胞は動作しなくなります。
アプリケーション:
* 歴史的に、ダニエル細胞は実用的な電力源として使用されていました。
* 今日、それらは主に教育環境で使用されています 電気化学の原則を実証する。
要約:
ダニエルセルは、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する電気化学セルのシンプルであるが重要な例です。酸化削減反応、電子流量、イオン輸送の原理を紹介し、バッテリーの仕組みの基本的な理解を提供します。