Daniell-element

Het daniell-element (of de daniell-cel) is een galvanisch element (batterij) dat in 1836 is uitgevonden door de Britse scheikundige John Frederic Daniell. Ten opzichte van de zuil van Volta was dit element een grote verbetering. Het kon namelijk een veel hogere elektrische stroom leveren en hield het veel langer vol om die stroom te leveren.

Element van Daniell

Poreuze pot

Constructie

Het element dat Daniell ontwikkelde bestaat net als de zuil van Volta uit een anode van zink en een kathode van koper in een elektrolyt in de vorm van een verdunde zwavelzuuroplossing. De kathode maakt echter niet direct contact met de elektrolyt maar is opgenomen in een verzadigde oplossing van koper(II)sulfaat, de depolarisator. Een poreuze aardewerken pot, die alleen waterstofionen doorlaat, scheidt beide oplossingen van elkaar. De bronspanning van het element bedraagt ongeveer 1 à 1,1 volt.

Werking

Zodra de stroomkring gesloten wordt zal het zink geoxideerd worden. Hierbij staat een zinkatoom twee elektronen af. De halfvergelijking aan de anode is:

${\displaystyle \mathrm {Zn\rightarrow Zn^{2+}(aq)+2e^{-}} }$

Aan de andere elektrode wordt het koper(II)ion gereduceerd; het Cu²⁺-ion neemt twee elektronen op en slaat als een koperlaagje op de kathode neer.

${\displaystyle \mathrm {Cu^{2+}(aq)+2e^{-}\rightarrow Cu} }$

De ontstane zinkionen zullen in het verdunde zwavelzuur de H₃O⁺-ionen vervangen die door de poreuze pot diffunderen. Deze H₃O⁺-ionen vervangen de omgezette Cu²⁺-ionen uit de koper(II)sulfaatoplossing.

Toepassing

Het daniell-element werd op grote schaal toegepast in de beginjaren van de telegrafie in Europa en de Verenigde Staten. Door meerdere elementen achter elkaar in serie te schakelen kon men de uitgangsspanning verhogen en op die manier over steeds grotere afstanden berichten versturen.