Daniel Pili Nedir? Özellikleri Deneyi

Daniell pili: (veya Daniel pili, Daniel hücresi). İngiliz kimyacı John Frederic Daniell tarafından 1836’da keşfedilmiştir.  Pillerin tarihsel gelişiminin ilk aşamalarında Volta piline göre büyük bir gelişme olarak kabul edilir.

Daniell Pili Özellikleri

Bakır ve çinko elektrotların kullanıldığı ve yaklaşık 1.1 volt elektrik gerilimi üreten bir pildir. Her elektrot kendi tuzlarının bulunduğu çözeltilere daldırılmıştır ve arada poröz bir bölme ile birbirlerinden ayrılmıştır. Çinko elektrot çözünürken, bakır iyonları ise kendi elektrodu üzerinde toplanır. Oluşan kimyasal reaksiyon:

Zn + Cu²⁺→ Zn²⁺ + Cu şeklindedir.

Daniell hücresinde, bakır ve çinko elektrotlar, sırasıyla bakır (II) sülfat ve çinko sülfat çözeltilerine daldırılmıştır. Anotta çinko, aşağıda gösterilen yarı-hücre reaksiyonu gereğince oksitlenirken;

Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

katotta da bakır redüklenir;

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu.

Bu yarı hücre reaksiyonlarından hiçbiri tek başına gerçekleşmez. Bunun için iki yarı hücre, iyonların serbestçe hareket edebileceği şekilde birbirine bağlanmalıdır. İyonların akışına izin veren poröz bir bariyer veya seramik disk, iki çözeltiyi birbirinden ayırma amaçlı olarak kullanılabilir. Yarı hücreler iki farklı kap içerisine yerleştirilir. Böylece iki hücre birbirine bir tuz köprüsü yardımıyla bağlanır.

Daniell Pili Deneyi

Daniell hücresi, iki metal arasında gözenekli bir bariyer kullanan bir çeşit bakır-çinko pildir. Ortadan gözenekli bir bölümle ikiye bölünmüş bir kap alalım. Kabın birinci bölümüne çinko sülfat (Z_nSO₄) ’ün suda eritilmişini, öbürüne de (bakır sülfat) C_uSO₄’ün sudaki eriyiğini koyalım. Z_nSO₄’ ün bulunduğu yere bir çinko çubuk, diğerine de bakır bir çubuk batıralım. Böylece daniell pili yapılmış olur.

Aslında kimyasal tepkime göz önüne alınarak şu sonuca varılabilir. Pozitif elektrik yüklü çinko iyonlarının, bakır çubuğu kaplayıp, kutuplaşma oluşturması gerekir. Oysa böyle bir olay oluşmaz. Pozitif (artı) yüklü çinko iyonları bakır çubuğa doğru gider. Gözenekli kabı geçince çinko çubuğa doğru negatif elektrik yüklü (SO₄) sülfat iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu karşılaşma sonunda bir tepkime meydana gelir.

İkinci kaptaki C_u+SO₄’deki pozitif elektrik yüklü iyonlar pozitif kutbu, yani bakır çubuğa doğru giderlerken orada birikirler. Burada biriken bakır iyonları sonra elektrik yüklerini sıfırlar. Diğer kapta bulunan elektrik yükü SO₄ iyonlarıysa negatif kutba, yani çinko çubuğa giderek çinkoyu eritmeye başlar. Bu sırada elektron verirler. Sonuç olarak bir kimyasal tepkime olur.

Anlatılanları kısaca özetlersek; çinko çubuğun eridiği görülür. Ayrıca bakır çubuk üzerinde de bir bakır tabakası oluşturur. Aynı cins maddeyle kaplandığı için pozitif kutuplanma olmadığı görülür. Bu pillerin gerilim farkı değişmez. Bu sebeple bu piller hala kullanılmaktadır.