Ogniwa elektrolityczne a galwaniczne
Ogniwa elektrolityczne i galwaniczne to dwa rodzaje ogniw elektrochemicznych. Zarówno w ogniwach elektrolitycznych, jak i galwanicznych zachodzą reakcje utleniania-redukcji. W ogniwie znajdują się dwie elektrody zwane anodą i katodą. Na anodzie zachodzi reakcja utleniania, a na katodzie reakcja redukcji. Elektrody zanurzone są w oddzielnych roztworach elektrolitu. Zwykle roztwory te są roztworami jonowymi związanymi z rodzajem elektrody. Na przykład elektrody miedziane zanurza się w roztworach siarczanu miedzi, a elektrody srebrne w roztworze chlorku srebra. Te rozwiązania są różne; stąd muszą być rozdzielone. Najczęstszym sposobem ich rozdzielenia jest most solny.
Co to jest ogniwo elektrolityczne?
Jest to ogniwo, które wykorzystuje prąd elektryczny do rozbijania związków chemicznych lub innymi słowy do elektrolizy. Tak więc ogniwa elektrolityczne potrzebują do działania zewnętrznego źródła energii elektrycznej. Na przykład, jeśli weźmiemy miedź i srebro za dwie elektrody w ogniwie, srebro jest podłączone do dodatniego zacisku zewnętrznego źródła energii (baterii). Miedź jest podłączona do ujemnego zacisku. Ponieważ biegun ujemny jest bogaty w elektrony, elektrony przepływają z zacisku do elektrody miedzianej. Więc miedź jest zredukowana. Na elektrodzie srebrnej zachodzi reakcja utleniania, a uwolnione elektrony są przekazywane do dodatniego bieguna akumulatora z niedoborem elektronów. Poniżej przedstawiono całą reakcję zachodzącą w elektrolizerze wyposażonym w miedziane i srebrne elektrody.
2Ag (s) + Cu 2+ (aq) ⇌ 2 Ag + (aq) + Cu (s)
Co to jest ogniwo galwaniczne?
Ogniwa galwaniczne lub galwaniczne przechowują energię elektryczną. Baterie są wykonane z szeregu ogniw galwanicznych w celu wytworzenia wyższego napięcia. Reakcje na dwóch elektrodach w ogniwach galwanicznych mają tendencję do spontanicznego przebiegu. Gdy zachodzą reakcje, następuje przepływ elektronów z anody do katody przez zewnętrzny przewodnik. Na przykład, jeśli dwie elektrody są srebrne i miedziane w ogniwie galwanicznym, elektroda srebrna jest dodatnia w stosunku do elektrody miedzianej. Elektroda miedziana to anoda, która ulega reakcji utleniania i uwalnia elektrony. Te elektrony trafiają do srebrnej katody przez obwód zewnętrzny. W związku z tym srebrna katoda ulega reakcji redukcji. Powstaje różnica potencjałów między dwiema elektrodami, które umożliwiają przepływ elektronów. Poniżej przedstawiono spontaniczną reakcję komórkową powyższego ogniwa galwanicznego.
2 Ag + (aq) + Cu (s) ⇌ 2Ag (s) + Cu 2+ (aq)
Jaka jest różnica między ogniwem elektrolitycznym a ogniwem galwanicznym?
• Ogniwa elektrolityczne wymagają do działania zewnętrznego źródła energii elektrycznej, ale ogniwa galwaniczne działają spontanicznie i wytwarzają prąd elektryczny.
• W ogniwie elektrolitycznym kierunek prądu jest przeciwny do kierunku w ogniwach galwanicznych.
• Reakcje w elektrodach są odwrócone w obu typach ogniw. Oznacza to, że w ogniwie elektrolitycznym elektroda srebrna jest anodą, a elektroda miedziana jest katodą. Jednak w ogniwach galwanicznych elektrodą miedzianą jest anoda, a elektrodą srebrną katodą.
• W ogniwie elektrochemicznym katoda jest dodatnia, a anoda jest ujemna. W ogniwie elektrolitycznym katoda jest ujemna, a anoda jest dodatnia.
• Do działania ogniw elektrolitycznych wymagane jest wyższe napięcie niż ogniwa galwaniczne.
