Come nasce la batteria Stampa
Nel 1799 Alessandro Volta riprese gli studi di Luigi Galvani sulla corrente elettrica, riuscendo a realizzare la prima pila (oggi detta voltaica), con i seguenti costituenti:
• un supporto di legno posto verticalmente su una base circolare;
• dischetti di rame e zinco
• panno imbevuto di una soluzione acida formata da acqua e acido solforico
• due fili di rame.
La pila di Volta consiste in dischetti di rame e zinco alternati, secondo lo schema rame-zinco-umido-rame-zinco, e così via, il tutto mantenuto verticalmente dalla struttura di legno esterna. Una volta disposti i dischetti e il panno sul supporto, collegando il primo e l'ultimo dischetto della colonna con due fili di rame, si viene a creare tra essi una differenza di potenziale in grado di produrre il passaggio di corrente. In realtà Volta credeva che il passaggio di corrente fosse dovuto alla differenza di potenziale originatasi in seguito al semplice contatto dei due metalli, mentre successivamente si capì che il passaggio di corrente è dovuto alla differenza di potenziale creata dai due metalli, provocata dalle reazioni chimiche al quale concorre anche il mezzo umido. Durante il funzionamento della pila, lo zinco si consuma mentre il rame rimane intatto (può eventualmente ossidarsi). Questo perché lo zinco cede due elettroni,questi elettroni contrariamente a quanto si possa pensare non passano al rame, che serve solo per creare la differenza di potenziale, ma passano allo ione ossonio formatosi dalla dissociazione (chimica),dissociazione ionica dell'acido solforico in acqua, che si trasforma in [idrogeno] molecolare gassoso.Infatti la differenza di potenziale che si può misurare con un voltmetro è di 0,7 (solo di uno strato di rame, umido, zinco). Utilizzando come altra semicoppia quella dell'idrogeno. Il dispositivo così costituito permise a Volta di produrre una corrente elettrica, di cui osservò il flusso riuscendo a indurre la contrazione dei muscoli di una rana morta. Fino al 1869 anno dell'invenzione della dinamo, la pila fu l'unico mezzo di produzione della corrente elettrica.

Pila Daniell 
 
Schema di funzionamento di una pila Daniell
Successivamente, nel 1836, John Frederic Daniell elaborò una pila, chiamata pila Daniell, sfruttando il prototipo inventato da Volta e apportando miglioramenti in termini di voltaggio e sicurezza d'uso. La cella è costituita da un compartimento anodico (semicella) formato da una barretta di zinco immersa in una soluzione di solfato di zinco (ZnSO4) 1 M e un compartimento catodico formato da una barretta di rame immersa in una soluzione di solfato di rame (CuSO4) 1 M. Le due semicelle sono collegate da un ponte salino costituito da un tubo riempito da una soluzione satura di nitrato di potassio (KNO3) con dei tappi alle estremità permeabili a ioni e acqua. Alla chiusura del circuito esterno con un conduttore, al catodo avviene la semireazione di riduzione:
Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(s)
(E° = 0,34 V)
per cui ioni Cu2+ scompaiono dalla soluzione e si depositano come metallo sulla lamina. All'anodo avviene la semireazione di ossidazione:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-
(E° = -0,76 V)
per cui dello zinco metallico si stacca dalla lamina raggiungendo la soluzione come ioni Zn2+. La reazione completa è:
Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
(∆E° = 1,1 V)
Per effetto di questa reazione nel comparto catodico mancherebbero cariche positive, mentre nel comparto anodico si avrebbe un eccesso di cariche positive. Il tutto però viene compensato perché gli ioni potassio (K+) e nitrato (NO3-) del ponte salino si spostano raggiungendo il compartimento catodico ed anodico, rispettivamente, ristabilendo l'elettroneutralità della soluzione. Gli elettroni nel circuito esterno girano dalla barretta di zinco a quella di rame e quindi la corrente convenzionale positiva I, va dal rame allo zinco. Il potenziale teorico della pila Daniell è ∆E° = E°(Cu2+/Cu) - E°(Zn2+/Zn)= 1,10 V (ottenibile in condizioni quasi statiche reversibili), differenza tra il potenziale catodico (polo positivo) e quello anodico (polo negativo).
 
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