Elektrolitikus vs galvanikus cellák
Az elektrolitikus és galvanikus cellák az elektrokémiai cellák két típusa. Mind az elektrolitikus, mind a galvánelemekben oxidációs-redukciós reakciók mennek végbe. Egy cellában két elektróda található, amelyeket anódnak és katódnak neveznek. Az oxidációs reakció az anódon, a redukció a katódon megy végbe. Az elektródákat külön elektrolit oldatokba merítik. Általában ezek az oldatok az elektróda típusához kapcsolódó ionos oldatok. Például a rézelektródákat réz-szulfát oldatba, az ezüstelektródákat pedig ezüst-klorid oldatba merítik. Ezek a megoldások különbözőek; ezért el kell különíteni őket. A legáltalánosabb módja a szétválasztásuknak a sóhíd.
Mi az elektrolitikus cella?
Ez egy olyan cella, amely elektromos áramot használ kémiai vegyületek lebontására, vagy más szóval elektrolízis végrehajtására. Tehát az elektrolitikus cellák működéséhez külső elektromos energiaforrásra van szükségük. Például, ha a cellában lévő két elektródának vesszük a rezet és az ezüstöt, akkor az ezüst egy külső energiaforrás (egy akkumulátor) pozitív pólusához kapcsolódik. A negatív kivezetésre réz van csatlakoztatva. Mivel a negatív terminál elektronban gazdag, az elektronok a terminálról áramlanak a rézelektródára. Tehát a réz redukálódik. Az ezüstelektródán oxidációs reakció megy végbe, és a felszabaduló elektronok az akkumulátor elektronhiányos pozitív pólusára kerülnek. Az alábbiakban bemutatjuk a teljes reakciót, amely egy réz- és ezüstelektródákkal ellátott elektrolitikus cellában játszódik le.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
Mi az a galvanikus cella?
A galván- vagy voltacellák elektromos energiát tárolnak. Az akkumulátorok galvanikus cellák sorozatából készülnek, hogy nagyobb feszültséget állítsanak elő. A galvanikus cellákban a két elektróda reakciója általában spontán módon megy végbe. Amikor a reakciók végbemennek, az anódról egy külső vezetőn keresztül elektronok áramlanak a katódra. Például, ha a két elektróda ezüst és réz egy galvanikus cellában, akkor az ezüstelektróda pozitív a rézelektródához képest. A rézelektród az anód, amely oxidációs reakción megy keresztül, és elektronokat szabadít fel. Ezek az elektronok a külső áramkörön keresztül az ezüst katódra jutnak. Ezért az ezüst katód redukciós reakción megy keresztül. A két elektróda között potenciálkülönbség keletkezik, amely lehetővé teszi az elektronáramlást. Az alábbiakban a fenti Galvanikus cella spontán sejtreakciója látható.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
Mi a különbség az elektrolitikus cella és a galvanikus cella között?
• Az elektrolitikus cellák működéséhez külső elektromos energiaforrásra van szükség, de a galvanikus cellák spontán módon működnek és elektromos áramot adnak ki.
• Egy elektrolitikus cellában az áram iránya ellentétes a galváncellák irányával.
• Az elektródákban zajló reakciók mindkét típusú cellában megfordulnak. Azaz egy elektrolitikus cellában az ezüstelektród az anód, a rézelektród pedig a katód. A galvanikus cellákban azonban a rézelektród az anód, az ezüstelektród pedig a katód.
• Elektrokémiai cellában a katód pozitív, az anód pedig negatív. Egy elektrolitikus cellában a katód negatív, az anód pedig pozitív.
• Az elektrolitikus cellák működéséhez nagyobb feszültség szükséges, mint a galvanikus celláké.
