Unterschied zwischen galvanischen Zellen und elektrolytischen Zellen

Es gibt zwei Arten von elektrochemischen Zellen: Galvanische Zellen - mit spontanen Redoxprozessen, die einen kontinuierlichen Fluss von Elektronen durch den Leiter ermöglichen, wobei die chemische Energie in elektrische umgewandelt wird; und elektrolytisch, wo die Redoxreaktionen durch eine externe Stromquelle beeinflusst werden, bei der die Elektrizität in chemische Energie umgewandelt wird.

Was ist eine galvanische Zelle??

Galvanische Zellen sind Systeme, in denen die chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird und dadurch Strom erzeugt wird. In galvanischen Zellen wird durch den Redox- (Oxidations-Reduktions-) Prozess Gleichstrom erzeugt. Das galvanische Element besteht aus zwei Halbzellen. Die Halbzelle besteht aus dem Elektrolyten und der darin eingetauchten Elektrode. Zwischen diesen Halbzellen muss ein Kontakt bereitgestellt werden, der den Elektrolyten mit einer Salzbrücke oder einer halbleitenden Membran verbindet und die Elektrode mit einem Leiter verbindet. Die Trennung des Redoxprozesses erklärt sich aus dem Verhalten der Elektroden in Bezug auf den Elektrolyten. Die einfachste Option besteht darin, dass die Halbzelle aus einer Metallelektrode besteht, die in einen Elektrolyten eingetaucht ist, der Ionen enthält, die der Elektrode entsprechen. Das Verhalten von Metallen im Elektrolyten hängt von der Reaktivität des Metalls ab, d. H. Seiner Tendenz zur Auflösung.

Was ist Elektrolysezelle??

Der elektrische Strom durch die elektrochemische Zelle kann auf zwei Arten eingeleitet werden. Die erste besteht darin, Elektroden mit einem Leiter in einen geschlossenen Stromkreis zu verbinden. Durch Schließen des Stromkreises können spontan Elektrodenreaktionen auf beiden Phasen des Metalls / Elektrolyts induziert werden. Außerdem wird die Energie des Stroms auf Kosten der Energie einer spontanen chemischen Reaktion freigesetzt. Eine Zelle, die auf diese Weise funktioniert, wird als galvanische Zelle bezeichnet. Dies wurde oben erklärt. Ein anderer Weg besteht darin, den Stromkreis durch serielles Bonden einer externen Stromquelle im Gegensatz zur Spannung der Zelle zu schließen, wobei die externe Spannung größer als die elektromotorische Kraft der Zelle ist. Sie treibt den Strom in entgegengesetzter Richtung von der Richtung seines spontanen Flusses durch die Zelle. Aus diesem Grund müssen die Reaktionen der Elektroden in der Zelle der Richtung ihres spontanen Flusses entgegenstehen. Zwangsvorgänge in einer elektrochemischen Zelle unter dem Einfluss einer externen Stromquelle werden als Elektrolyse bezeichnet, und die elektrochemische Zelle in einer solchen Betriebsart wird als Elektrolysezelle bezeichnet.

Unterschied zwischen galvanischen und elektrolytischen Zellen

1. Definition von galvanischen und elektrolytischen Zellen

In galvanischen Zellen gibt es spontane Redoxprozesse, die einen kontinuierlichen Elektronenfluss durch den Leiter ermöglichen, wobei die chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. In einer Elektrolysezelle finden Redoxreaktionen unter dem Einfluss einer externen Quelle statt, bei der der Strom in chemische Energie umgewandelt wird. Die Redoxreaktionen sind nicht spontan.

2. Technik der galvanischen und elektrolytischen Zelle

Galvanische Zellen erzeugen mit Hilfe chemischer Reaktionen Strom. In Elektrolysezellen wird ein elektrischer Strom zur Entwicklung einer chemischen Reaktion verwendet, wobei eine externe Quelle verwendet wird.

3. Design von galvanischen und elektrolytischen Zellen

Galvanische Zellen bestehen aus zwei verschiedenen Elektroden, die in Lösungen ihrer Ionen eingetaucht sind, die durch eine semipermeable Membran oder eine Salzbrücke voneinander getrennt sind. Elektrolysezellen bestehen aus einem Elektrolysebehälter, in dem zwei Elektroden an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind. Der Elektrolyt kann eine Schmelze oder eine wässrige Lösung eines Salzes, einer Säure oder eines Alkalis sein.

4. Elektrodenpolarität in galvanischen und elektrolytischen Zellen

In galvanischen Zellen ist die Anode die negative und die Kathode die positive Elektrode. In Elektrolysezellen tritt das Gegenteil auf.

5. Chemische Reaktion in galvanischen und elektrolytischen Zellen

Im Falle einer galvanischen Zelle findet die Oxidationsreaktion an der Anode (negativen Elektrode) statt, wo ein Überschuss an negativer Ladung vorliegt. An der Kathode findet die Reduktionsreaktion statt, die einen positiven Ladungsaufbau auslöst. Bei einer Elektrolysezelle wird eine externe Quelle zum Auslösen einer Reaktion verwendet. An der negativen Elektrode werden die Elektronen herausgedrückt - die Reduktionsphase findet also an der negativen Elektrode statt. An der positiven Elektrode findet die Oxidationsphase statt - und das ist die Anode.

6. Anwendung von galvanischen und elektrolytischen Zellen

Galvanische Zellen werden als elektrische Stromquelle verwendet und werden häufiger als Batterien oder Akkumulatoren bezeichnet. Elektrolysezellen haben unterschiedliche praktische Anwendungen, von denen einige Wasserstoff und Sauerstoff für kommerzielle und industrielle Anwendungen erzeugen, galvanisieren, reine Metalle aus Legierungen extrahieren und so weiter.

Galvanische vs. Elektrolysezelle: Vergleich in tabellarischer Form

Zusammenfassung der galvanischen vs. elektrolytischen Zelle

• Eine elektrochemische Zelle besteht aus zwei Halbzellen oder Elektroden, deren Kontakt über einen Elektrolyten (Ionenleiter) hergestellt wird. Halbzellen können, wenn sie getrennt werden, durch eine Salzbrücke verbunden werden (konzentrierte Lösung von Elektrolyten in Agar-Agar-Gel). Die galvanische Zelle erzeugt elektrischen Strom basierend auf einer chemischen Veränderung, die spontan darin auftritt. Die Elektrolysezelle macht genau das Gegenteil: Der Strom führt zu einer chemischen Veränderung. Damit die Zelle galvanisch sein kann, muss eine spontane chemische Veränderung in der Zelle auftreten.