Elektrolitikus és galvanikus sejtek
Az elektrolitikus és a galvánelemek kétféle elektrokémiai cellát jelentenek. Mind az elektrolitikus, mind a galváncellákban oxidáció-redukciós reakciók zajlanak. Egy cellában két elektróda van, úgynevezett anód és katód. Az oxidációs reakció az anódon, a redukciós reakció a katódon megy végbe. Az elektródákat külön elektrolitoldatokba merítik. Normális esetben ezek az oldatok az elektród típusához kapcsolódó ionos megoldások. Például a rézelektródákat réz-szulfát-oldatokba, az ezüst-elektródákat pedig ezüst-klorid-oldatokba merítik. Ezek a megoldások különbözőek; ezért el kell választani őket. A szétválasztás leggyakoribb módja a sóhíd.
Mi az elektrolitikus cella?
Ez egy cella, amely elektromos áramot használ a kémiai vegyületek megtörésére, más szóval elektrolízis elvégzésére. Tehát az elektrolitikus cellák működéséhez külső elektromos energiaforrásra van szükség. Például, ha a cellában a két elektródát rézből és ezüstből vesszük, az ezüst egy külső energiaforrás (akkumulátor) pozitív kivezetésére van kötve. A réz csatlakozik a negatív terminálhoz. Mivel a negatív terminál elektrongazdag, az elektronok a terminálról a rézelektródára áramlanak. Tehát a réz csökken. Az ezüst elektródnál oxidációs reakció megy végbe, és a felszabadult elektronokat az akkumulátor elektronhiányos pozitív kapcsa kapja. Az alábbiakban a teljes reakció egy elektrolit cellában zajlik, amely réz és ezüst elektródákat tartalmaz.
2Ag (s) + Cu 2+ (aq) Ag 2 Ag + (aq) + Cu (s)
Mi az a galvanikus sejt?
A galvanikus vagy a földi sejtek elektromos energiát tárolnak. Az elemek galvánelemek sorozatából készülnek a nagyobb feszültség előállítására. A galvanikus cellákban lévő két elektród reakciója spontán módon megy végbe. Amikor a reakciók zajlanak, az anódtól a katódig egy külső áramlás útján áramlik az elektron. Például, ha a két elektróda ezüst és réz egy galvanikus cellában, az ezüst elektróda pozitív a réz elektródhoz képest. A rézelektróda az anód, oxidációs reakción megy keresztül és felszabadítja az elektronokat. Ezek az elektronok a külső áramkörön keresztül jutnak el az ezüst katódhoz. Ezért az ezüst katód redukciós reakción megy keresztül. Potenciálkülönbség keletkezik a két elektród között, amelyek lehetővé teszik az elektron áramlását. Az alábbiakban bemutatjuk a fenti galvánsejt spontán sejtreakcióját.
2 Ag + (aq) + Cu (s) ⇌ 2Ag (s) + Cu 2+ (aq)
Mi a különbség az elektrolitikus és a galvanikus cellák között?
• Az elektrolitikus cellák működéséhez külső elektromos energiaforrásra van szükség, de a galvanikus cellák spontán működnek és elektromos áramot adnak ki.
• Egy elektrolitikus cellában az áram iránya ellentétes a galváncellákéval.
• Az elektródák reakciói mindkét cellában megfordulnak. Vagyis egy elektrolitikus cellában az ezüst elektróda az anód, a réz elektróda pedig a katód. A galvanikus cellákban azonban a réz elektróda az anód, az ezüst elektróda pedig a katód.
• Elektrokémiai cellában a katód pozitív, az anód pedig negatív. Elektrolitikus cellában a katód negatív, az anód pedig pozitív.
• Az elektrolitikus cellák működéséhez nagyobb feszültségre van szükség, mint a galvanikus celláknak.
