Pila de Daniell
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La pila de Daniell marcó un punto de inflexión en la electroquímica del siglo XIX al ser la primera celda redox práctica de larga duración. Su diseño bifásico —que separaba físicamente las semirreacciones de oxidación (Zn/Zn²⁺) y reducción (Cu²⁺/Cu)— permitió una corriente estable sin polarización, superando las limitaciones de la pila voltaica de Alessandro Volta. Fue clave en el desarrollo del telégrafo eléctrico y sentó las bases para las futuras baterías recargables.[1][2]
Sumario
Contexto histórico técnico
En la década de 1830, cuando Europa demandaba sistemas confiables para sus redes telegráficas emergentes, Daniell —profesor en el King's College London— ideó su célula dual como respuesta a las limitaciones de las pilas tradicionales:
- Eliminación de polarización: Evitó la acumulación de hidrógeno que inactivaba las pilas voltaicas.
- Voltaje estable: Generaba 1.08-1.12 voltios de forma constante.
- Bajo mantenimiento: Autonomía operacional sin requerir ajustes frecuentes.
En paralelo a la pila de Daniell, científicos como William Robert Grove desarrollaron alternativas (ej. pila de Grove, 1839), pero su uso de ácido nítrico las hacía menos prácticas para aplicaciones cotidianas. La simplicidad y seguridad del diseño de Daniell —con soluciones acuosas diluidas— lo consolidaron como estándar industrial.[3][4]
Arquitectura electroquímica
El sistema empleaba un diseño compartimentado innovador:
- Cámara anódica: Barras de zinc en ZnSO₄ (oxidación: Zn⁰ → Zn²⁺ + 2e⁻).
- Cámara catódica: Láminas de cobre en CuSO₄ (reducción: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰).
- Separación: Puente salino o membrana porosa que permitía migración iónica selectiva.
El voltaje teórico (1.1 V) se deriva de los potenciales estándar de reducción:
E°(Zn²⁺/Zn) = -0.76 V vs E°(Cu²⁺/Cu) = +0.34 V.
Legado multidisciplinar
- Telecomunicaciones: Alimentó la primera línea telegráfica comercial entre Londres y Birmingham (1838).
- Medicina: Permitió terapias de electroestimulación neuromuscular con corrientes precisas.
- Educación: Modelo didáctico para explicar conceptos como fuerza electromotriz y energía libre de Gibbs.
- Ciencia fundamental: Permitió a Faraday establecer sus leyes de electrólisis (1833-1834).
Estudios contemporáneos
En el siglo XXI, la pila de Daniell se ha revalorizado como:
- Prototipo histórico: Análogo de las baterías de flujo redox (Pérez et al., 2021).
- Herramienta educativa: Demostraciones de corrosión electroquímica en laboratorios universitarios.
- Patrimonio científico: Réplicas funcionales en museos como el Deutsches Museum de Múnich.
Referencias
Fuentes
- Daniell, J. F. (1836). "On a new voltaic combination". Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 126, pp. 107-124. ISSN: 0261-0523. (Consulta: 23 de mayo de 2025)
- Pérez, E.; López, M.; García, R. (2021). "Daniell's Cell as a Model for Redox Flow Batteries". Journal of Electrochemical Energy, 18(3), 031003. doi:10.1016/j.jechem.2021.05.015. (Consulta: 23 de mayo de 2025)
- García-Belmar, A. (2019). Los orígenes de la electroquímica industrial. Alicante: Universidad de Alicante. ISBN 978-84-1302-112-5. (Consulta: 23 de mayo de 2025)
- Museo de Historia de la Ciencia de Oxford (2020). "Colección de Instrumentos Científicos Siglo XIX". Disponible en: [5] (Consultado: 19/04/2025).
