Galvanisko šūnu un elektrolītisko elementu atšķirība

Ir divu veidu elektroķīmiskās šūnas: galvaniskās šūnas - ar spontāniem redox procesiem, kas ļauj nepārtraukti plūst elektroniem caur vadītāju, un ķīmiskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko; un elektrolītiski, kur redoksreakcijas ietekmē ārējs strāvas avots, kur elektrība tiek pārveidota ķīmiskajā enerģijā.

Kas ir galvaniskā šūna?

Galvaniskās šūnas ir sistēmas, kurās ķīmiskā enerģija tiek pārveidota elektriskā un rezultātā rodas strāva. Galvaniskajās šūnās redoksa (oksidācijas-reducēšanās) procesa rezultātā rodas tiešā strāva. Galvaniskais elements sastāv no divām pusšūnām. Pusšūnu veido elektrolīts un tajā iegremdētais elektrods. Starp šīm pusšūnām ir jānodrošina kontakts, savienojot elektrolītu ar sāls tiltu vai pusvadošu membrānu un savienojot elektrodu ar vadītāju. Redox procesa atdalīšana ir izskaidrojama ar elektrodu izturēšanos attiecībā pret elektrolītu. Vienkāršākais variants ir tas, ka pusšūnu veido metāla elektrods, kas iegremdēts elektrolītā, kas satur jonus, kas atbilst elektrodam. Metālu uzvedība elektrolītā ir atkarīga no metāla reaktivitātes, t.i., tā tendences izšķīst.

Kas ir elektrolītiskā šūna?

Elektrisko strāvu caur elektroķīmisko elementu var ierosināt divos veidos. Pirmais ir savienot elektrodus ar vadītāju slēgtā elektriskajā ķēdē. Slēdzot elektrisko ķēdi, ir iespējams spontāni izraisīt elektrodu reakcijas uz abām metāla / elektrolīta fāzēm. Turklāt strāvas enerģija tiek atbrīvota uz spontānas ķīmiskās reakcijas enerģijas rēķina. Šūnu, kas darbojas šādā veidā, sauc par galvanisko šūnu. Tas tika izskaidrots iepriekš. Vēl viens veids ir slēgt elektrisko ķēdi, virkni sasaistot ar ārēju strāvas avotu pretstatā šūnas spriegumam, kur ārējais spriegums ir lielāks par šūnas elektromotora spēku. Tas virza strāvu pretējā virzienā no tās spontānās plūsmas virziena caur šūnu. Tādēļ elektrodu reakcijai šūnā jābūt pretrunā ar to spontānās plūsmas virzienu. Piespiedu procesus elektroķīmiskajā šūnā ārēja elektriskās strāvas avota ietekmē sauc par elektrolīzi, un elektroķīmisko elementu šādā darbības režīmā sauc par elektrolīzes elementu.

Galvaniskās un elektrolītiskās šūnas atšķirība

1. Galvaniskās un elektrolītiskās šūnas definīcija

Galvaniskajās šūnās notiek spontāni redox procesi, kas ļauj nepārtraukti plūst elektroniem caur vadītāju, un ķīmiskā enerģija tiek pārveidota elektriskā. Elektrolītiskajā šūnā redoksreakcijas notiek ārēja avota ietekmē, kur elektrība tiek pārveidota par ķīmisku enerģiju. Redokss reakcijas nav spontānas.

2. Galvaniskās un elektrolītiskās šūnas tehnika

Galvaniskās šūnas ģenerē elektrību ar ķīmisku reakciju palīdzību. Elektrolīzes elementos ķīmiskās reakcijas attīstīšanai tiek izmantota elektriskā strāva, pa ceļam izmantojot ārēju avotu.

3. Galvaniskās un elektrolītiskās šūnas dizains

Galvaniskās šūnas sastāv no diviem dažādiem elektrodiem, kas iegremdēti to jonu šķīdumos, kurus atdala ar puscaurlaidīgu membrānu vai sāls tiltu. Elektrolītiskās šūnas sastāv no elektrolītiskā konteinera, kurā divi elektrodi ir savienoti ar līdzstrāvas avotu. Elektrolīts var būt kausēts vai kāda sāls, skābes vai sārma ūdens šķīdums.

4. Elektrodu polaritāte galvaniskajā un elektrolītiskajā šūnā

Galvaniskajās šūnās anods ir negatīvs, bet katods - pozitīvs. Elektrolīzes šūnās notiek pretējais.

5. Ķīmiskā reakcija galvaniskajā un elektrolītiskajā šūnā

Galvaniskās šūnas gadījumā oksidācijas reakcija notiek pie anoda (negatīvs elektrods), kur ir negatīvā lādiņa pārpalikums. Pie katoda notiek reducēšanās reakcija, izraisot pozitīvu uzlādes palielināšanos. Elektrolītiskās šūnas gadījumā ārēju avotu izmanto, lai izraisītu reakciju. Pie negatīva elektrodu elektroni tiek izstumti no tā - tātad reducēšanas fāze notiks uz negatīvā elektrodu. Uz pozitīvā elektrodu notiek oksidācijas fāze - un tas ir anods.

6. Galvaniskās un elektrolītiskās šūnas pielietojums

Galvaniskās šūnas tiek izmantotas kā elektriskās strāvas avots, un tās parasti sauc par baterijām vai akumulatoriem. Elektrolītiskajiem elementiem ir dažādi praktiski pielietojumi, daži no tiem ražo ūdeņradi un skābekļa gāzi komerciāliem un rūpnieciskiem lietojumiem, galvanizē, tīru metālu iegūst no sakausējumiem utt..

Galvaniskais un elektrolītiskais elements: salīdzinājums tabulas veidā

Galvaniskās un elektrolītiskās šūnas kopsavilkums

• Elektroķīmisko elementu veido divas pusšūnas vai elektrodi, kuru kontakts tiek veikts caur elektrolītu (jonu vadītāju). Pusšūnas, ja tās ir atdalītas, var savienot ar sāls tiltu (koncentrēts elektrolītu šķīdums agara-agara želejā). Galvaniskā šūna rada elektrisko strāvu, kuras pamatā ir ķīmiskas izmaiņas, kas tajā notiek spontāni. Elektrolītiskā šūna rīkojas tieši pretēji: strāva rada ķīmiskas izmaiņas. Lai šūna būtu galvaniska, tajā jānotiek spontānām ķīmiskām izmaiņām.