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Visualizza la versione completa : Come costruire una pila daniel con pochi euro.



experimentator
18-11-2013, 19:24
Realizzare una pila Daniel perfettamente funzionante è molto semplice e poco costoso. Dalla foto esposta si può evidenziare che molti materiali sono materiali di recupero.
Una bottiglia do plastica da 1.5 l (0) , una lastra di rame ( 2 euro) , un tubo di rame 25 cm (1 euro) , un tubo di cartone pressato ( 0) , del solfato di rame per agricoltura ( 10 euro , serve per 4) , dell’idrossido di sodio (pochi euro).
Un pò di pazienza e molta passione . Tempo perso 1-2 ore circa.


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TRASFORMAZIONE.
Tagliare la bottiglia di plastica a metà .
Piegare la lastra di zinco 15x20 a forma di cerchio , tagliare un bordo superiore e piegarlo in alto.
Tagliare il tubo di rame , creando una fessura.

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Segue.

experimentator
19-11-2013, 08:30
Ciao zaga , due domande : come mai il tubo di rame è tagliato a metà , come mai usi NaOH ? Ciao. Saluti .

experimentator
19-11-2013, 14:22
X Tonino.
Evidentemente il tubo di rame viene tagliato per consentire l'ingresso della soluzione all'interno del tubo.
Ma riprendendo i discorso, per maggiore completezza mostro tutti i componenti necessari, sperando di non dimenticare nulla, altrimenti in seguito approfondirò.


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Dicevo bottiglia di plastica tagliata a metà , lamina di zinco , tubo di rame , tubo di cartone, bentonite, solfato di rame (ho messo dei guanti vicino per ricordare di maneggiare con cura) , NaOH ( guanti in lattice , maneggiare con cura).

experimentator
19-11-2013, 20:11
Bene in solfato di rame ce l'ho perchè lo uso come poltiglia bordolese per irrorare le viti e piante di ulivo. La soda caustica la uso la uso per lavare i bidoni fatti di olio , un ottimo sgrassante. Ma la bentonite dove la trovo? Non mi risulta che venga usata nella pila Daniel. Non si usa ac. solforico ?

experimentator
20-11-2013, 01:38
Ok , se mi fai finire di parlare forse è meglio.
SE guardi la foto di sotto vedi che la bentonite (la trovi come lettiera per gatti) è un'argilla che assorbe acqua, nel fondo della bottiglia viene messa per impedire che le soluzioni di solfato di rame e NaOH si mescolano. Nella pila di Minotto e di Candido veniva messa della sabbia silicea, ma io trovo che la bentonite sia migliore.

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Si assembla la pila in questo modo.

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Si mette dell'acqua al solfato di rame facendo una specie di poltiglia come questa.

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Si mettono le soluzioni. Pila completa e funzionante.

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Prova della pila, accensione di una lampadina da 4 W.

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experimentator
20-11-2013, 11:59
Salve Zaga , ma quanti volt o ampere o watt hai ottenuto, hai fatto delle misurazioni? :wub2: Scusa altra domanda, ma non dovresti utilizzare un ponte salato o della porcellana porosa? In pratica quanto viene costare una pila del genere?:oops:

Mr.Hyde
20-11-2013, 13:13
Ciao Tonino , io penso che il ponte salino sia sostituito dal cartone che agisce da setto poroso, permettendo il bilanciamento delle cariche elettriche.
Per il costo penso che si aggiri intorno ai 5 euro ( dai prezzi illustrati nel primo post) comunque industrialmente puo' scendere di parecchio (oltre la meta')
ingegnoso l'utilizzo dei materiali di scarto
il cartone penso sia provvisorio visto la reazione tra cellulosa e NaOH (di sicuro durera' parecchi giorni ma non in eterno) ... io penso che Zag si sia adoperato in questo modo per far si che tutti possano costruire questo tipo di pila , e possano apprendere il funzionamento delle pile in modo semplice :)
E bravo l'amico Vincenzo
cordialita'
Francy

experimentator
20-11-2013, 17:55
Ciao Francy e Ton.
In linea di massima è come hai detto tu. Anche io pensavo che il cartone si sarebbe solubilizzato con la soluzione alcalina, come nel processo industriale per la preparazione della cellulosa; ma in pratica non è cosi. Provare per credere. La soluzione da me utilizzata è circa 1 molare (l'ho fatto per tenermi circa, in condizioni standard).
Come vedi dalla foto dopo una settimana di ammollo il cartone non si è disgregato ma ha rilasciato solo un po di colore.

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Il prezzo è circa quello che hai detto tu , ho utilizzato tutto materiale di riciclo , ho comprato solo il solfato di rame al supermercato.
Comunque le prospettive sono buone, ho sottoposto la pila a scarica di 4 W ed ancora oggi dopo 24 ore la lampada era ancora accesa .
La tensione misurata era 1.46 V come puoi vedere dalla foto .

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Gli ampere 1.80 -2.0 .

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La pila è ricaricabile come mostrerò in seguito.

experimentator
21-11-2013, 08:44
Su un sito ho visto che vendevano una pila Daliell a 62.50 euro + iva + trasporto.:dry:

experimentator
23-11-2013, 12:10
Ok Tonino, ma come hai visto io la realizzo con 5 eu.
Ma tornando al discorso pila Daniell ricaricabile , io già ho scaricato e ricaricato la pila o meglio batteria che ho realizzato , tre volte.
Certo è ancora poco per fare delle previsioni ma intanto io continuo a scaricarla con una lampada da 4W , ma l'indomani ancora la lampada si accende ed io ricarico di nuovo la batteria e noto un aumento degli ampere disponibili.
Allo stato attuale ho realizzato tre celle Daniell un po differenti una dall'altra, per vedere la differenza tra una cella o l'altra, ma non si notano sostanziali differenze. La ricarica la effettuo con un caricabatterie per batterie al Pb da 6 Volt.


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experimentator
27-11-2013, 08:01
Riprendendo il discorso sulla pila Daniell , ho verificato che essa è perfettamente ricaricabile . Allo stato attuale io ho già caricato e scaricato una decina di volte .
Lo schema costruttivo di una pila Daniell è il seguente:

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Nella pila Daniell le due barrette metalliche fungono anche da elettrodi (o collettori di elettricità), cioè da supporto per il passaggio degli elettroni da una semicella all'altra quando avviene la reazione.

- Lo zinco metallico si ossida e passa in soluzione sotto forma di ione Zn2+. La soluzione di solfato di zinco si arricchisce di ioni Zn2+ mentre l'elettrodo di Zinco si assottiglia.
- Gli ioni rameici a contatto con l'elettrodo si riducono a rame metallico aderendo all'elettrodo stesso. La soluzione si impoverisce di ioni Cu2+ mentre l'elettrodo aumenta di peso.

experimentator
08-12-2013, 18:40
Gruppo di pile Daniell in serie , 4.5 V, 6 A.
Accensione di una lampada.

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experimentator
14-12-2013, 07:39
Salve dopo un mese di funzionamento, carica scarica, della pila Daniell da me realizzata ho deciso di smontarla per vedere i danni che aveva subito.
Peso della batteria a fine vita, non è calato di molto, pochi grammi.

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Il setto poroso è ancora integro.

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Zinco e rame un po ossidati , ma ancora integri.

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Tutto sommato direi che è una esperienza positiva.
Credo che come durata potrebbe resistere più di un anno.

Leonardon
03-03-2014, 02:11
Bravo Zaga'
Prova ora a sostituire il ZnSo4 con MnSO4.
Il manganese si complessa con Zn ed il potenziale aumenta.
Vedi: Pourbiax of Manganese

experimentator
05-03-2014, 02:32
X Leonardon.

In parte è vero quello che dici tu , il potenziale aumenta.
Infatti:

Zn++ +2e- > Zn V=-0762

Mentre :

Mn ++ +2e- > Mn V= -1.19

Ha un potenziale standard più basso .

Ma in questo modo la pila non è più ricaricabile in quanto all'anodo si sviluppa idrogeno.

Leonardon
06-03-2014, 00:01
E' vero, infatti si usano dei compounds per aumentare l'overvoltage del Mn.
Se mi scrivi in privato ti giro il mio brevetto della batteria con anodo al manganese.
Se Vuoi provare a farla senza scopi commerciali, non c'è problema.

85Silvestro
23-05-2015, 18:17
stupendo esperimento, sicuramente ne realizzerò uno anche io, magari usando componenti leggermente diversi.... solo una cosa però... da doveesce lo ZnSo4?? dalla reazione di NaOh con lo zinco ??

innominato
24-05-2015, 06:23
da doveesce lo ZnSo4?? dalla reazione di NaOh con lo zinco ??

ciao Silvestro , :) ma scusami un' attimo ,come fa ad uscire ZnSO4 ....da NaOH + Zn ? ...dove vedi lo zolfo(S) nei 2 reagenti NaOH e Zn ?

in simpatia

cordialmente

Francy :)

85Silvestro
26-05-2015, 18:09
infatti è quello che mi sono chiesto... e allora perchè nello schema con la soluzione e la lampadina c'è ZnSo4... perchè nei messaggi dopo si parla di sostituire ZnSo4 con MnSo4 ?? qualcosa non mi torna... se qualcuno gentilmente mi illumina grazie

85Silvestro
28-05-2015, 06:01
Volevo gentilmente farvi un altra domanda...All'aumentare della superficie esposta dell'elettrodo al solfato all'acido a quello che sia, aumentano gli amper o i volt?Ve lo chiedo perché nel mio esperimento leggermente diverso, e un po in miniatura, non riesco ad andare oltre gli 0,7 volt...

85Silvestro
28-05-2015, 13:05
io ho fatto così... ho preso un bicchiere di vetro tipo da nutella, ho ritagliato un pezzo di cartone compresso di quello che si usa per le cassette della frutta e ne ho realizzato una paratia che divide in due il bicchiere e l'ho incollata con del silicone, in modo da avere due sezioni di bicchiere messe in comunicazione solo dal passaggio attraverso il cartone(setto poroso)...
da un lato ci ho messo il solfato di rame spappolato e amalgamato con un po d'acqua e un elettrodo in rame e dall'altro lato, ci ho messo del solfato di ferro e un chiodo come elettrodo...
risultato 0,7volt circa... cosa ho sbagliato ??

experimentator
28-05-2015, 16:59
Puoi mostrare qualche foto del tuo esperimento ?

Il chiodo di che materiale è fatto ?

85Silvestro
28-05-2015, 18:04
Esperimenti di pila chimica fatta in casa (http://pilafattaincasa.blogspot.it/2015/05/blog-post.html)
eccovi le immagini... come potete vedere in una immagine, lo stesso risultato l'ho ottenuto, facendo da ponte a due bicchieri separati con dentro le due soluzioni con un semplice cavo di rame, dello stesso tipo che avrei usato come elettrodo... a questo punto mi chiedo: anche un cavo di rame può funzionare da ponte salino trasportando gli ioni da una parte all'altra??

ah dimenticavo, il chiodo è un semplice chiodo da costruzione di quello lungo 10cm già in avanzato stato di ossidazione... dovrebbe essere ferro... acciaioso ma sicuramente ferro

experimentator
29-05-2015, 08:09
da un lato ci ho messo il solfato di rame spappolato e amalgamato con un po d'acqua e un elettrodo in rame e dall'altro lato, ci ho messo del solfato di ferro e un chiodo come elettrodo...
risultato 0,7volt circa... cosa ho sbagliato ??

Ma cosi non hai realizzato una pila Daniel che prevede come metalli Zn e Cu , ma una sorta di pila Fe e Cu .
Quindi il potenziale che ottieni si aggira intorno a 0.7 V , poiché il potenziale standard del rame è intorno a 0.3V e quello del Fe 2+ intorno a -0.4 V.

Il ponte salino non può essere fatto di metallo come hai fatto tu , ma da una soluzione conducibile , in quel caso il rame funziona semplicemente a conduttore elettrico.

Ciao.

85Silvestro
29-05-2015, 12:43
mi sta risultando difficile trovare dello zinco... tutto quello che trovo in giro è per lo più "zincato" lamiere o tubi che siano... per questo ho pensato di sostituire lo zinco e il solfato di zinco con ferro e solfato di ferro...tutto qui

experimentator
29-05-2015, 13:22
Le lastre di zinco le trovi dappertutto dove vendono materiale per pittori e per incisori , infatti viene usato per le incisioni .
Puoi cercare su internet e ritirarlo on line , non costa molto .

Ciao .

85Silvestro
29-05-2015, 18:46
ho fatto delle piccole prove così giusto per... allora:
nel solfato di ferro ho messo un pezzo di tubo zincato e nel solfato di rame un filo di rame = 1volt circa
nel solfato di ferro ho messo un pezzo di tubo zincato e nel solfato di rame un elettrodo di acciaio (credo che sia acciaio, è una lamina che ho estratto dai tergicristalli della mia macchina) e il potenziale è 1,25 volt

experimentator
29-05-2015, 19:04
Ok fai pure tutte le prove che vuoi ,....
ma bisogna seguire anche una logica perché oggi non siamo più ai tempi di Alessandro Volta e tante cose le sappiamo in anticipo .
TI consiglio di leggere lo schema da me riportato qui
http://www.energeticambiente.it/pile-e-batterie/14757462-come-costruire-una-pila-daniel-con-pochi-euro.html#post119491838

Se usi un elettrodo di rame e solfato di rame ha una logica poiché il Cu++ del sofato si deposita sull'elettrodo di rame , ma se usi un elettrodo di acciaio nella soluzione di CuSO4 cosa ti aspetti di ottenere ?
Nel solfato di ferro ci metti il tubo zincato per fare che cosa , tanto per provare ?
Ciao buon divertimento ...

ariel72it
12-06-2015, 13:29
salve vorrei sapere da Zagami se anziche il cartone che e sfaldabile si puo utilizzare come porcellana porosa i cilindretti che si utilizzano negli acquari trattenuti con qualche rete. possono andare ?

experimentator
12-06-2015, 13:52
Dovrebbe essere utilizzata della porcellana porosa , come previsto nella pila Daniel tradizionale , questo per evitare il mescolamento delle due soluzioni .
Ma dove la trovi la porcellana porosa ? Quella degli acquari non l'ho presente , potresti postare qualche foto ?
Considera che debbono avere una tenuta stagna sennò le soluzioni si mescolano .
Io ho provato della terracotta porosa che si può costruire e cuocere come si vuole , ma il problema è la conducibilità elettrica che diminuisce facendo passare solo pochi ampere di corrente .
Questo compromette la potenza erogabile .
Qualche altro suggerimento ?

innominato
12-06-2015, 17:11
Qualche altro suggerimento ?

se può essere utile ..

con il methocell è molto semplice prepararla

http://online.scuola.zanichelli.it/analisichimicastrumentale/files/2014/01/Lab_2.8.pdf


(http://online.scuola.zanichelli.it/analisichimicastrumentale/files/2014/01/Lab_2.8.pdf) (è possibile utilizzare anche altri elettroliti )

experimentator
13-06-2015, 01:47
Ok , nel metodo scolastico si usa un ponte salino tanto per fare delle prove e diciamo provare volt erogati e ampere , ma a livello pratico di utilizzo non conviene fare un ponte salino .
Infatti io ho provato ambedue i metodi , sia il ponte salino che il setto poroso . Ho misurato sia la tensione erogata che gli ampere circolanti , il ponte salino è perdente in quanto lo scambio ionico avviene molto lentamente e dipende dalla sezione del tubo , parliamo di 10-50 milliA.
Ne caso del setto poroso gli ampere passanti sono maggiori data la superficie esposta alla soluzione elettrolitica , parliamo di 1-2 A.
Naturalmente tutto dipende dal tipo di setto poroso , dalla superficie esposta e dal suo spessore .
Nel caso del cartone che ho utilizzato , questo permette uno scambio molto veloce , ma è ovvio che la durata non è eterna ,il pericolo che le due soluzioni si mescolino a lungo andare è reale .

Lupino
13-06-2015, 09:43
Ciao a tutti, potrebbe funzionare la schiuma poliuretanica? Quella che si utilizza, ad esempio, nei telai delle porte

experimentator
13-06-2015, 10:47
No la schiuma poliuretanica è isolante elettrico e quindi non consente il passaggio di ioni in soluzione .
Per intenderci non va bene nemmeno una spugna in quanto il passaggio dei liquidi mescola le due soluzioni .
Deve essere un setto poroso che consente solo il passaggio di alcuni ioni specifici oltre all'acqua .

leo072
02-07-2016, 19:46
Può essere che il solfato di rame in realtà era ossicloruro rameico contenente Cu(OH)2 e CuCl2 ? Cosi le due semicelle erano Zinco in idrossido di zinco formatosi nella soluzione di NaOh e rame in idrossido di rame. Il sodio poi trattiene in soluzione il cloro del cloruro di rame fungendo da depolarizzante. In sintesi un ACCUMULATORE ALKALINO costruito nella meccanica di una pila Daniell.
Questo spiega sia la grande potenza che la ricaricabilità di questa pila. Saluti Leo. Ps proverò presto a replicare e personalizzare questa pila.La chiamerò se funziona pila del contadino, visto la provenienza delle sostanze chimiche....! E metterò tutto in rete. Saluti Leo.