elettrochimica - evoluzione della pila | |
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Evoluzione della pila | |
Pila di Münch |
Münch diede alla pila di Wollaston una disposizione più semplice. Naturalmente, essendo il dispositivo un'evoluzione migliorativa della pila di Volta, essa pur sempre condivide la stessa reazione d'ossidoriduzione spontanea e anche il problema della polarizzaizone del catodo. Infatti la schematizzazione IUPAC della pila di Münch è: Zn | H2SO4 (aq., dil.) | Cu da cui si ricava che al catodo avviene la semireazione di riduzione 2H+ + 2e- => H2 (con le soluzioni saline gli ioni H+ vengono ottenuti dall'acqua). Quindi ancora una volta l'elettrodo di rame è inerte.
In questo tipo di pila si hanno più elementi metallici (i conduttori di prima classe rame e zinco) costruiti saldando tra di loro due lamiere piegate a J in modo da formare un elemento a forma di U con ciascun braccio di un metallo differente. Gli elementi (ovvero le cosiddette coppie bimetalliche) venivano disposti come rappresentato in figura, dove è raffigurato un modello di pila a 20 elementi. All'interno della U del primo elemento a sinistra in figura si posizionava una lastra di zinco (il polo negativo della pila) e, di fronte al braccio di zinco sempre dell'elemento a U, il braccio di rame di un altro elemento a U ruotato di 180 gradi rispetto al primo. Si procedeva poi in modo simile ovvero facendo in modo che il braccio di rame sia di fronte a quello di zinco di un altro elemento a U e viceversa. L'ultimo elemento ad U recava ovviamente di fronte al braccio di zinco una lamina di rame, la quale costituiva il polo positivo della pila.
Un'apposita struttura in legno permetteva di tenere in posizione le varie lamine a U che formavano la pila. Tale struttura veniva immersa nel conduttore di seconda classe (la soluzione acquosa diluita di acido solforico) ospitato in una cassetta (truogolo) di legno rivestito internamente di mastice, al fine di assicurarne la tenuta stagna e di proteggere il legno dall'attacco dell'acido.
La disposizione in serie dei vari elementi faceva in modo che le singole fem si sommassero. Tuttavia è importante precisare che, per ridurre al minimo la diminuzione della fem (a causa della formazione di pile in opposizione di voltaggio rispetto alla sequanza principale), lo spazio tra elementi contrapposti dev'essere minore di quello che separa le superfici esterne di due elementi a U con lo stesso orientamento e consecutivi. In questo modo i portatori di carica nel conduttore di seconda classe, privilegiando il percorso a minore resistenza, producono correnti più intense nella disposizione in serie rispetto a quelle, comunque presenti, che tendono a mettere in opposizione di tensione un elemento con quello successivo, di modo che il risultato globale si quello di una pila con tante coppie bimetalliche in serie.