Celda de clark
La pila Clark, inventada por el ingeniero inglés Josiah Latimer Clark en 1873, es una pila química húmeda (coloquialmente: batería) que produce un voltaje altamente estable. En 1893, el Congreso Eléctrico Internacional definió la salida de la celda Clark a 15 °C como 1,434 voltios, y esta definición se convirtió en ley en los Estados Unidos en 1894. Esta definición fue posteriormente suplantada por una basada en la celda Weston.
Química
Las pilas Clark utilizan un ánodo de zinc o amalgama de zinc y un cátodo de mercurio en una solución acuosa saturada de sulfato de zinc, con una pasta de sulfato de mercurio como despolarizador.
Construcción
Celda original
La celda original de Clark se instaló en un frasco de vidrio de manera similar a una celda de gravedad de Daniell. El cátodo de cobre fue reemplazado por un charco de mercurio en el fondo del frasco. Encima estaba la pasta de sulfato de mercurio y, encima, la solución de sulfato de zinc. Una varilla corta de zinc sumergida en la solución de sulfato de zinc. La varilla de zinc estaba sostenida por un corcho con dos orificios: uno para la varilla de zinc y el otro para un tubo de vidrio que llegaba hasta el fondo de la celda. Un alambre de platino, fundido en el tubo de vidrio, hizo contacto con el charco de mercurio. Cuando se completó, la celda se selló con una capa de pegamento marino.
Célula en forma de H
La celda en forma de H fue introducida por Lord Rayleigh en 1882. Se instaló en un recipiente de vidrio en forma de H con amalgama de zinc en una pata y mercurio puro, coronado por una capa de pasta de sulfato de mercurio, en la otra. El recipiente se llenó, casi hasta arriba, con una solución de sulfato de zinc. Las conexiones eléctricas a la amalgama de zinc y al mercurio se realizaban mediante cables de platino fusionados a través de los extremos inferiores de las patas.
Características
La celda produce una FEM de referencia de 1,4328 voltios a una temperatura de 15 °C (288 K). Las celdas de referencia deben colocarse de tal manera que no se extraiga corriente de ellas. El diseño tenía dos inconvenientes: un coeficiente de temperatura bastante grande de −1,15 mV/°C y problemas de corrosión causados por la aleación de los alambres de platino con las conexiones de amalgama de zinc donde ingresan a la envoltura de vidrio.
En 1905, las celdas de Clark fueron suplantadas como estándar de voltaje por las celdas de Weston, más independientes de la temperatura.