Różnica między ogniwami galwanicznymi a ogniwami elektrolitycznymi

Istnieją dwa rodzaje ogniw elektrochemicznych: ogniwa galwaniczne - ze spontanicznymi procesami redoks, które umożliwiają ciągły przepływ elektronów przez przewodnik, przy czym energia chemiczna jest przekształcana w elektryczną; i elektrolityczny, gdzie na reakcje redoks ma wpływ zewnętrzne źródło prądu, w którym elektryczność jest przetwarzana w energię chemiczną.

Co to jest ogniwo galwaniczne?

Ogniwa galwaniczne to układy, w których energia chemiczna jest przekształcana w elektryczną, w wyniku czego powstaje prąd. W ogniwach galwanicznych prąd stały powstaje w wyniku procesu redoks (redukcji utleniania). Element galwaniczny składa się z dwóch pół-ogniw. Pół ogniwo składa się z elektrolitu i zanurzonej w nim elektrody. Pomiędzy tymi połówkami ogniw musi być zapewniony kontakt, łączący elektrolit z mostkiem solnym lub półprzewodzącą membraną i łączący elektrodę z przewodnikiem. Oddzielenie procesu redoks tłumaczy się zachowaniem elektrod w stosunku do elektrolitu. Najprostsza opcja polega na tym, że pół-ogniwo jest utworzone z metalowej elektrody zanurzonej w elektrolicie zawierającym jony odpowiadające elektrodzie. Zachowanie metali w elektrolicie zależy od reaktywności metalu, tj. Jego skłonności do rozpuszczania.

Co to jest ogniwo elektrolityczne?

Prąd elektryczny przez ogniwo elektrochemiczne można zainicjować na dwa sposoby. Pierwszy polega na podłączeniu elektrod z przewodnikiem do zamkniętego obwodu elektrycznego. Zamykając obwód elektryczny, można spontanicznie indukować reakcje elektrod na obu fazach metalu / elektrolitu. Ponadto energia prądu jest uwalniana kosztem energii spontanicznej reakcji chemicznej. Ogniwo, które działa w ten sposób, nazywa się ogniwem galwanicznym. Zostało to wyjaśnione powyżej. Innym sposobem jest zamknięcie obwodu elektrycznego przez szeregowe połączenie zewnętrznego źródła prądu w przeciwieństwie do napięcia ogniwa, przy czym napięcie zewnętrzne jest większe niż siła elektromotoryczna ogniwa. Kieruje prąd w przeciwnym kierunku niż kierunek jego spontanicznego przepływu przez komórkę. Z tego powodu reakcje elektrod w ogniwie muszą być przeciwne do kierunku ich spontanicznego przepływu. Wymuszone procesy w ogniwie elektrochemicznym pod wpływem zewnętrznego źródła prądu elektrycznego nazywane są elektrolizą, a ogniwo elektrochemiczne w takim trybie pracy nazywa się ogniwem elektrolitycznym.

Różnica między ogniwem galwanicznym a elektrolitycznym

1. Definicja ogniwa galwanicznego i elektrolitycznego

W ogniwach galwanicznych zachodzą spontaniczne procesy redoks, które umożliwiają ciągły przepływ elektronów przez przewodnik, dzięki czemu energia chemiczna jest przekształcana w elektryczną. W ogniwie elektrolitycznym reakcje redoks zachodzą pod wpływem zewnętrznego źródła, w którym elektryczność jest przekształcana w energię chemiczną. Reakcje redoks nie są spontaniczne.

2. Technika ogniwa galwanicznego i elektrolitycznego

Ogniwa galwaniczne wytwarzają energię elektryczną za pomocą reakcji chemicznych. W ogniwach elektrolitycznych prąd elektryczny jest wykorzystywany do rozwoju reakcji chemicznej, wykorzystując po drodze zewnętrzne źródło.

3. Projektowanie ogniwa galwanicznego i elektrolitycznego

Ogniwa galwaniczne składają się z dwóch różnych elektrod zanurzonych w roztworach ich jonów, które są oddzielone półprzepuszczalną membraną lub mostkiem solnym. Ogniwa elektrolityczne składają się z pojemnika elektrolitycznego, w którym dwie elektrody są podłączone do źródła prądu stałego. Elektrolit może być stopionym lub wodnym roztworem soli, kwasu lub zasady.

4. Polaryzacja elektrody w ogniwie galwanicznym i elektrolitycznym

W ogniwach galwanicznych anoda jest ujemna, a katoda jest elektrodą dodatnią. W ogniwach elektrolitycznych występuje odwrotnie.

5. Reakcja chemiczna w ogniwie galwanicznym i elektrolitycznym

W przypadku ogniwa galwanicznego reakcja utleniania zachodzi na anodzie (elektroda ujemna), gdzie występuje nadwyżka ładunku ujemnego. Na katodzie zachodzi reakcja redukcji, powodująca dodatnie narastanie ładunku. W przypadku ogniwa elektrolitycznego do wywołania reakcji stosuje się źródło zewnętrzne. Na elektrodzie ujemnej elektrony są z niej wypychane - więc faza redukcji nastąpi na elektrodzie ujemnej. Na elektrodzie dodatniej zachodzi faza utleniania - i to jest anoda.

6. Zastosowanie ogniwa galwanicznego i elektrolitycznego

Ogniwa galwaniczne są wykorzystywane jako źródło prądu elektrycznego i są częściej określane jako baterie lub akumulatory. Ogniwa elektrolityczne mają różne praktyczne zastosowania, niektóre z nich wytwarzają wodór i gazowy tlen do zastosowań komercyjnych i przemysłowych, galwanizację, ekstrakcję czystych metali ze stopów i tak dalej.

Ogniwo galwaniczne vs. elektrolityczne: porównanie w formie tabelarycznej

Podsumowanie ogniwa galwanicznego vs. elektrolitycznego

• Ogniwo elektrochemiczne składa się z dwóch pół-ogniw lub elektrod, których kontakt odbywa się za pośrednictwem elektrolitu (przewodnika jonowego). Półkomórki, jeśli są rozdzielone, mogą być połączone mostkiem solnym (stężony roztwór elektrolitów w żelu agarowo-agarowym). Ogniwo galwaniczne wytwarza prąd elektryczny na podstawie zmiany chemicznej, która zachodzi w nim spontanicznie. Ogniwo elektrolityczne robi dokładnie odwrotnie: prąd powoduje zmianę chemiczną. Aby ogniwo było galwaniczne, musi nastąpić w nim spontaniczna zmiana chemiczna.