ما هي خلية دانيال

جون فريدريك دانيال كيميائي بريطاني، من مواليد 12 مارس 1790، وهو بالإضافة لكونه كيميائي فهو أخصائي أرصاد جوية شهير، وقد اخترع خلية دانيال، وهي نوع من الخلايا الكهربائية، والتي كانت بمثابة تحسين على الخلية الفولتية الأولى، وفي مقالاته وملاحظاته حول الأرصاد الجوية، كشف دانيال عن النتائج التي توصل إليها حول سلوك الغلاف الجوي والرياح، وأظهر مقال دانيال عن المناخ الاصطناعي أهمية الرطوبة في البيوت الزجاجية، وفي عام 1831، أصبح دانيال أول أستاذ للكيمياء في كلية كينجز في لندن، بعد سنة واحدة، من اختراعه لبيومتر جديد، وهو جهاز لقياس الحرارة، وسيجيب هذا المقال عن سؤال:” ما هي خلية دانيال؟”.[١]
الخلايا الكهربائية
قيل الإجابة عن سؤال: ” ما هي خلية دانيال؟” يجب تعريف الخلية الكهربائية؛ فهي جهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، وتتكون الخلية الكهربائية من قطبين كهربائيين ووسيط ناقل للكهرباء، يُسمّى الإلكتروليت، والأقطاب الكهربائية مصنوعة من مواد تشارك في التفاعل الكيميائي، وهناك نوعان من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلية الكهربائية، وهما الأكسدة والاختزال، والأكسدة تعني أن مادة الإلكترود تفقد الإلكترونات، وتذوب الأيونات الموجبة في الإلكتروليت، ويحدث هذا عند إلكترود واحد يُسمى الأنود، ويمكن أن تتدفق هذه الإلكترونات إذا كان الأنود متصلًا بسلك موصل خارجي، بشرط أن يكون هناك قوة شد قوية، تُسمى بالاختزال، وهي تحدث في القطب الآخر، حيث يتم قبول هذا الإلكترون بواسطة أيون ومن خلال ترسبات، كمعدن في القطب الذي يُسمى بالكاثود، ويُسمى تفاعل نصف الخلية هذا بتفاعل الأكسدة والاختزال الكيميائي، وهذا التفاعل هو المسؤول عن تدفق الإلكترونات في الدائرة الخارجية، والتي يمكن استخدامها لدفع الأحمال الكهربائية المختلفة.[٢]
ما هي خلية دانيال
يمكن إجابة سؤال: “ما هي خلية دانيال؟” بأن خلية دانيال أو ما يسمّى أيضًا بالخلية الجلفانية هي خلية تحدث بها التفاعلات الكيميائية بين الموصلات المختلفة المتصلة من خلال الإلكتروليت، وفي الأساس تقوم خلية دانيال بتوصيل الطاقة الكهربائية الناتجة عن نقل الإلكترون في تفاعل الأكسدة والاختزال، حيث يمكن إرسال تلك الطاقة إلى دائرة كهربائية، كما في التلفاز أو المصباح الكهربائي، والقطب الكهربائي لخلية نصف الأكسدة هو الأنود، في حين أن القطب الكهربائي لخلية نصف الاختزال هو الكاثود، ففي خلية دانيال يتم فصل نصف تفاعلات الأكسدة والاختزال وتوصيلها عبر سلك، مما يضطر الإلكترونات على التدفق عبر هذا السلك، ويتم توصيل نصف ردود الفعل باستخدام قرص مسامي، وفي الإعداد الآخر، يتم توصيل نصف التفاعلات عبر جسر ملح، والغرض من القرص المسامي أو جسر الملح هو السماح بتدفق الأيونات بين ردود الفعل النصفية دون خلط كثير من المحاليل في خلية دانيال، ويؤدي نقل الإلكترونات من خلايا نصف الأكسدة إلى نصف الخلية المختزِلة إلى تراكم الشحنة السالبة في نصف خلايا الاختزال، وتراكم الشحنة الموجبة في نصف خلايا الأكسدة، وإذا لم يكن هناك أي طريقة لتدفق الأيونات بين المحلول، فإن هذه الشحنات سوف تُعاكس وتنتصف تدفق الإلكترونات بين الأنود والكاثود.[٣]