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Pila di Volta a tazze
Fu ideata da Volta per ovviare agli inconvenienti della pila a colonna. Ne diede l’annuncio e la descrizione a Sir Joseph Bank presidente della Royal Society di Londra con lettera datata 20 marzo 1800.
Essa è costituita da una serie di vasi di vetro, o elementi, contenenti ciascuno una lamina di rame e una di zinco immerse in una soluzione acquosa di acido solforico al 10 %. Se si congiungono con un filo di rame lo zinco di un vaso con il rame del vaso successivo rimangono liberi il rame della prima tazza e lo zinco dell’ultima: essi sono i poli della pila tra i quali si stabilisce una differenza di potenziale.
Collegando con un filo di rame i poli della pila si ottiene un continuo flusso di cariche elettriche che procede, per convenzione dal rame allo zinco. Si assume quindi come polo positivo il rame e come polo negativo lo zinco.
Pila di Volta a tazze
La pila è costituita da due conduttori di I° classe (rame e zinco) e da un conduttore di II° classe (soluzione diluita di acido solforico). Poiché il rame ha un’affinità per l’elettrone maggiore di quella dello zinco, nel momento del contatto attraverso M vi sarà un flusso di elettroni dallo zinco al rame cosicché Zn si caricherà positivamente Cu negativamente e tra loro vi sarà una differenza di potenziale.
Immergendo ora il sistema dei due metalli in una soluzione di acido solforico la differenza di potenziale fra Zn e Cu determinerà nella soluzione un campo elettrico che spingerà gli ioni H+ nel senso del campo e gli ioni SO42- nel senso opposto. SO42- venuto a contatto con Zn cede i suoi due elettroni che vanno attraverso M sul rame a compensare i due elettroni ceduti ai due ioni H+. Intanto il gruppo SO4 divenuto neutro reagisce con Zn:

     

Gli ioni H+ venuti a contatto con il rame diventano atomi neutri e questo idrogeno nascente non si svolge ma genera attorno al rame una guaina gassosa che fa aumentare la resistenza interna e forma una coppia metallo-gas che sviluppa una f.e.m. contraria a quella della pila (fenomeno della polarizzazione).
La differenza di potenziale viene mantenuta dal fatto che sullo Zn si depositano continuamente cariche negative e da Cu vengono sottratte cariche negative.Pertanto all’esterno il rame si comporta come polo positivo e lo zinco come polo negativo.