Διαφορά μεταξύ γαλβανικού και ηλεκτρολυτικού στοιχείου

Κύρια διαφορά – Γαλβανική έναντι ηλεκτρολυτικής κυψέλης

Στη φυσική χημεία, ένα κύτταρο είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιείται για τη συσχέτιση χημικών ουσιών με τον ηλεκτρισμό. Με άλλα λόγια, τα κύτταρα μπορούν είτε να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από χημικές ενώσεις είτε για την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος για την ολοκλήρωση μιας χημικής αντίδρασης. Τα γαλβανικά στοιχεία και τα ηλεκτρολυτικά στοιχεία είναι καλά παραδείγματα τέτοιων στοιχείων. Το γαλβανικό στοιχείο ονομάζεται επίσης ηλεκτροχημικό στοιχείο . Και τα δύο αυτά κύτταρα περιλαμβάνουν ένα διάλυμα που αποτελείται από ιόντα που είναι ικανά να αγώγουν ηλεκτρισμό και ηλεκτρόδια για τη μέτρηση του δυναμικού αυτού του διαλύματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός γαλβανικού και ενός ηλεκτρολυτικού στοιχείου είναι ότι ένα γαλβανικό στοιχείο μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια ενώ ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε χημική ενέργεια.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Γαλβανικό Κύτταρο
      – Ορισμός, Επεξήγηση της Τεχνικής
2. Τι είναι το Ηλεκτρολυτικό Κύτταρο
      – Ορισμός, Επεξήγηση της Τεχνικής
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γαλβανικού και ηλεκτρολυτικού στοιχείου
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι: Ηλεκτροχημικό στοιχείο, ηλεκτρόδιο, ηλεκτρολύτης, ηλεκτρολυτικό στοιχείο, γαλβανικό στοιχείο

Τι είναι ένα Galvanic Cell

Το γαλβανικό στοιχείο είναι ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό με τη βοήθεια μιας χημικής αντίδρασης. Αυτή η χημική αντίδραση είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής που περιλαμβάνει μια αντίδραση οξείδωσης και μια αντίδραση αναγωγής που συμβαίνουν ταυτόχρονα. Αλλά αυτές οι αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής λαμβάνουν χώρα σε δύο ξεχωριστές λύσεις.

Τυπικά, ένα κελί αποτελείται από δύο μισά κελιά. Κάθε μισό στοιχείο αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο βυθισμένο σε διάλυμα που περιέχει το μεταλλικό άλας που αντιστοιχεί σε αυτό το ηλεκτρόδιο. Τα δύο μισά κελιά συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός καλωδίου. Τα δύο διαλύματα συνδέονται μεταξύ τους με μια γέφυρα αλατιού.

Ένα γαλβανικό στοιχείο αποτελείται από δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια που είναι βυθισμένα σε δύο διαλύματα. Κάθε μεταλλικό ηλεκτρόδιο βυθίζεται σε διαλύματα που περιέχουν διαλυμένα άλατα κάθε μετάλλου. Για παράδειγμα, εάν τα δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια είναι χαλκός και ψευδάργυρος, το ηλεκτρόδιο χαλκού μπορεί να βυθιστεί σε διάλυμα θειικού χαλκού ενώ το ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου μπορεί να βυθιστεί σε διάλυμα θειικού ψευδαργύρου. Μερικές φορές, αυτές οι δύο λύσεις διαχωρίζονται τελείως η μία από την άλλη. Εδώ τα δύο διαλύματα συνδέονται μέσω μιας γέφυρας αλατιού. Αλλά μερικές φορές, οι δύο λύσεις χωρίζονται από έναν πορώδες δίσκο. Στη συνέχεια, τα ιόντα μπορούν να κινηθούν μέσα από αυτούς τους πόρους.

Εικόνα 1:Ένα γαλβανικό κύτταρο

Τα δύο ηλεκτρόδια συνδέονται εξωτερικά μεταξύ τους μέσω ενός κομματιού σύρματος. Αυτό το καλώδιο μπορεί να συνδεθεί σε ένα βολτόμετρο για να μετρήσει και να ελέγξει το δυναμικό της κυψέλης. Ο ψευδάργυρος χάνει εύκολα ηλεκτρόνια. Επομένως, τα άτομα Zn του ηλεκτροδίου ψευδαργύρου μπορούν να απελευθερώσουν ηλεκτρόνια, μετατρέποντας τα θετικά φορτισμένα κατιόντα. Στη συνέχεια, αυτά τα ιόντα Zn απελευθερώνονται στο διάλυμα στο οποίο είναι βυθισμένο το ηλεκτρόδιο. Αυτό προκαλεί μείωση της μάζας του ηλεκτροδίου ψευδαργύρου.

Τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται από τα άτομα ψευδαργύρου μετακινούνται στο διάλυμα χαλκού μέσω του εξωτερικού κυκλώματος. Τα ιόντα χαλκού στο διάλυμα μπορούν να πάρουν αυτά τα ηλεκτρόνια και να γίνουν άτομα χαλκού. Αυτά τα άτομα χαλκού εναποτίθενται στο ηλεκτρόδιο χαλκού. Επομένως, η μάζα του ηλεκτροδίου χαλκού αυξάνεται. Ομοίως, η χημική αντίδραση που συμβαίνει στο σύστημα προκαλεί τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του εξωτερικού καλωδίου. Ως εκ τούτου, το γαλβανικό στοιχείο είναι γνωστό ότι μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Εδώ η άνοδος είναι αρνητική και η κάθοδος είναι θετική αφού η αντίδραση οξείδωσης συμβαίνει στην άνοδο και η αντίδραση αναγωγής στην κάθοδο.

Τι είναι ένα Electrolytic Cell

Ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο είναι ένα στοιχείο που χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για την εξέλιξη μιας χημικής αντίδρασης. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται σε αυτά τα κύτταρα για να ληφθεί μια μη αυθόρμητη αντίδραση. Αυτό είναι το αντίθετο του Γαλβανικού κυττάρου. Οι αυθόρμητες αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που συμβαίνουν στο γαλβανικό στοιχείο μπορούν να αντιστραφούν με την εφαρμογή τάσης στα ηλεκτρολυτικά στοιχεία.

Η διαδικασία που γίνεται από το ηλεκτρολυτικό στοιχείο είναι γνωστή ως ηλεκτρόλυση. Η άνοδος του ηλεκτρολυτικού στοιχείου είναι θετικά φορτισμένη και η κάθοδος είναι αρνητικά φορτισμένη. Η αντίδραση οξείδωσης λαμβάνει χώρα στην κάθοδο, ενώ η αντίδραση αναγωγής στην άνοδο.

Εικόνα 2:Ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο

Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρόδιο Zn και ηλεκτρόδιο Cu, μπορούμε να επιτύχουμε την αντίστροφη διαδικασία από τα παραπάνω εφαρμόζοντας μια κατάλληλη τάση. Στη συνέχεια, ο Zn θα εναποτεθεί στο ηλεκτρόδιο Zn και το ηλεκτρόδιο Cu θα μειώσει τη μάζα του με οξείδωση. Ωστόσο, στα ηλεκτρολυτικά στοιχεία, τα δύο ηλεκτρόδια βυθίζονται στο ίδιο ηλεκτρολυτικό διάλυμα.

Διαφορά μεταξύ γαλβανικού και ηλεκτρολυτικού στοιχείου

Ορισμός

Γαλβανικό Κελί: Ένα γαλβανικό στοιχείο είναι ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό με τη βοήθεια μιας χημικής αντίδρασης.

Ηλεκτρολυτικό στοιχείο: Ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο είναι ένα στοιχείο που χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για την εξέλιξη μιας χημικής αντίδρασης.

Τεχνική

Γαλβανικό Κελί: Ένα γαλβανικό στοιχείο μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ηλεκτρολυτικό στοιχείο: Ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε χημική ενέργεια.

Χημική Αντίδραση

Γαλβανικό Κελί: Στα γαλβανικά κύτταρα, εμφανίζεται μια αυθόρμητη αντίδραση.

Ηλεκτρολυτικό στοιχείο: Στα ηλεκτρολυτικά κύτταρα, εμφανίζεται μια μη αυθόρμητη αντίδραση.

Άνοδος και Κάθοδος

Γαλβανικό Κελί: Στο γαλβανικό στοιχείο, η άνοδος είναι αρνητικά φορτισμένη και η κάθοδος είναι θετικά φορτισμένη.

Ηλεκτρολυτικό στοιχείο: Στο ηλεκτρολυτικό στοιχείο, η άνοδος είναι θετικά φορτισμένη και η κάθοδος είναι αρνητικά φορτισμένη.

Συμπέρασμα

Τα γαλβανικά στοιχεία και τα ηλεκτρολυτικά στοιχεία είναι συστήματα που χρησιμοποιούνται για τη συσχέτιση του ηλεκτρισμού με χημικές ενώσεις. Αυτά τα κύτταρα μπορούν να καλύψουν είτε τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια είτε την ηλεκτρική ενέργεια σε χημική ενέργεια. Η κύρια διαφορά μεταξύ γαλβανικού στοιχείου και ηλεκτρολυτικού στοιχείου είναι ότι ένα γαλβανικό στοιχείο μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια ενώ ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε χημική ενέργεια.