elettrochimica - evoluzione della pila
Evoluzione della pila
Pila Poggendorff - Grenet

Pila Grenet grande modello N 592a, Malfi, © D 2003La pila Poggendorff - Grenet venne inventata intorno al 1850. Si tratta di un dispositivo ad un solo conduttore di seconda classe, cioè di una pila in cui la soluzione elettrolitica è una sola, come accade nella pila di Volta (Vecchie pile a colonna) e nelle pile che ne sono un'evoluzione migliorativa (pila a trogoli, di Wollaston e Münch). Da un punto di vista teorico (condizioni standard) la pila Poggendorff-Grenet presenta una fem di circa 1,9 - 2,0 V, mentre la schematizzazione IUPAC è la seguente:
Zn | CrO3 (aq.), H2SO4 (aq., conc.) | C.
L'elevata fem misurabile ai capi di una singola pila di questo tipo è dovuta all'impiego del cromo nello stato di ossidazione +6. Il cromo infatti in tale stato di ossidazione è un fortissimo agente ossidante. Il composto CrO3 (cromo VI triossido), molto solubile in acqua, si presenta come un solido di colore rosso. Si ottiene trattando con acido solforico concentrato soluzioni sature di sali dicromati, come ad esempio il disodio eptaossodicromato, Na2Cr2O7.

La reazione d'ossidoriduzione spontanea che sta alla base del funzionamento della pila è
3Zn + 2CrO3 + 12H+ => 3Zn++ + 2Cr+++ + 6H2O.
Da essa emerge il fatto che l'elettrolita subisce un graduale degrado, in quanto non solo l'ossido di cromo è coinvolto nella reazione, ma anche l'acido solforico. La pila "consuma" infatti ioni H+, facendo diminuire lentamente l'acidità della soluzione. Da un vivo colore rosso la soluzione tende ad assumere una colorazione verde - violetta. Gli ioni cromo Cr+++ danno infatti questa colorazione alle soluzioni acquose.

La lamina di zinco è l'elettrodo negativo della pila e durante il funzionamento si consuma. L'elettrodo di carbone (polo positivo) è invece inerte, cioè serve per trasportare gli elettroni, ma non subisce alcuna reazione. Si osservi che i poli non sono tre, ma com'è consueto due, dal momento che i terminali dei due elettrodi di carbone venivano collegati tra loro. L'efficiente funzionamento della pila richiedeva infatti una superficie maggiore per i conduttori di carbone e ciò si otteneva con l'espediente di metterne due, ciascuno affacciato ad una delle due facce della lamina di zinco.