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La pila di Leclanch�
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ossidazione | Zn ----> Zn2+ + 2e | E0 = - 0.76 v |
riduzione | 2MnO2 + 2NH4++ 2e ----> 2MnO(OH) + 2NH3 | E0 = + 0.75 v |
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Zn + 2MnO2 + 2NH4+ ----> Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3 | E0= + 1.51 v |
La f.e.m. espressa dalla pila Leclanché è, quindi, di
circa 1.5 volts.
La pila di Leclanché si scarica quando le reazioni raggiungono
l'equilibrio. Gli ioni Zn2+ prodotti dall'ossidazione
anodica reagiscono con gli ioni della poltiglia con la reazione:
Zn2+ + 2NH4+ + 2OH - ------------> [Zn(NH3)2]2+ + 2H2O .
Questo permette di mantenere bassa la concentrazione di Zn2+ e, di conseguenza,
costante la f.e.m.. Nella pila lasciata a riposo l'ossidazione di questo ione
complesso genera un potenziale maggiore di quello dello zinco, per cui la pila
può recuperare parte della carica.
L'ammoniaca che si libera al catodo isola la barretta
di grafite, interrompendo il flusso di elettroni. La f.e.m. decresce, quindi,
progressivamente.
Si pone l' anodo cilindrico in zinco nel contenitore in
plastica. All'interno del tutto si pone il complesso formato dal cilindro in grafite e dalla poltiglia. Si versa nello spazio rimasto la soluzione
di cloruro di ammonio fino a coprire il tutto. Quest'insieme costituisce
il catodo.
Si collegano, utilizzando due fili di diverso colore, l'anodo ed il catodo
con un voltmetro, rispettando la polarità, e si misura la f.e.m. Questa
risulta pari a circa 1.5 volts.
Dopo si collega la pila all' amperometro e ad un utilizzatore, ad esempio una
lampadina da 1.5 v e 0.3 A, costituendo un idoneo circuito elettrico; si
determina, così, l'intensità della corrente prodotta. Nel caso della pila
didattica tale intensità è pari a circa 0.5 A; essa, quindi, è in grado
di accendere la lampadina.
Al termine dell'esperienza si lavano con cura gli elementi con
acqua corrente e si fanno asciugare all'aria.
La pila di Leclanché
Aggiornamento: 17-Lug-2015 14:00 |
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