Verschil tussen galvanische en elektrolytische cel

Belangrijkste verschil - Galvanisch versus elektrolytisch

In de fysische chemie is een cel een systeem dat wordt gebruikt om chemicaliën in verband te brengen met elektriciteit. Met andere woorden, cellen kunnen worden gebruikt om een ​​elektrische stroom te produceren uit chemische verbindingen of om elektrische stroom toe te passen voor de voltooiing van een chemische reactie. Galvanische cellen en elektrolytische cellen zijn goede voorbeelden van dergelijke cellen. Galvanische cellen worden ook wel genoemd elektrochemische cel. Beide cellen omvatten een oplossing die is samengesteld uit ionen die in staat zijn om elektriciteit en elektroden te geleiden om het potentieel van die oplossing te meten. Het grootste verschil tussen een galvanische en elektrolytische cel is dat een Galvanische cel zet chemische energie om in elektrische energie, terwijl een elektrolytische cel elektrische energie omzet in chemische energie.

Key Areas Covered

1. Wat is een Galvanic Cell
      - Definitie, uitleg van de techniek
2. Wat is een elektrolytische cel
      - Definitie, uitleg van de techniek
3. Wat is het verschil tussen galvanische en elektrolytische cel
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Elektrochemische cel, elektrode, elektrolyt, elektrolytische cel, galvanische cel

Wat is een Galvanic Cell

Een Galvanische cel is een elektrochemische cel die elektriciteit kan produceren met behulp van een chemische reactie. Deze chemische reactie is een redoxreactie die een oxidatiereactie en een reductiereactie omvat die tegelijkertijd optreden. Maar deze oxidatie- en reductiereacties vinden plaats in twee afzonderlijke oplossingen.

Typisch bestaat een cel uit twee halve cellen. Elke halve cel bestaat uit een elektrode die is ondergedompeld in een oplossing die het metaalzout bevat dat overeenkomt met die elektrode. De twee halve cellen zijn met elkaar verbonden via een draad. De twee oplossingen zijn met elkaar verbonden door een zoutbrug.

Een galvanische cel bestaat uit twee metalen elektroden die zijn ondergedompeld in twee oplossingen. Elke metaalelektrode wordt ondergedompeld in oplossingen die opgeloste zouten van elk metaal bevatten. Als de twee metaalelektroden bijvoorbeeld koper en zink zijn, kan de koperelektrode worden ondergedompeld in een kopersulfaatoplossing, terwijl de zinkelektrode kan worden ondergedompeld in een zinksulfaatoplossing. Soms zijn deze twee oplossingen volledig van elkaar gescheiden. Hier zijn de twee oplossingen verbonden via een zoutbrug. Maar soms zijn de twee oplossingen gescheiden van een poreuze schijf. Dan kunnen de ionen door deze poriën bewegen.

Figuur 1: een galvanische cel

De twee elektroden zijn extern met elkaar verbonden via een stuk draad. Deze draad kan op een voltmeter worden aangesloten om het potentieel van de cel te meten en te regelen. Zinkmetaal verliest gemakkelijk elektronen. Daarom kunnen Zn-atomen van de zinkelektrode elektronen afgeven, waardoor ze positief geladen kationen worden. Dan zijn deze Zn⁺² ionen worden afgegeven aan de oplossing waarin de elektrode is ondergedompeld. Hierdoor wordt de massa van de zinkelektrode gereduceerd.

De elektronen die vrijkomen uit zinkatomen worden via de externe kringloop naar de koperoplossing verplaatst. De koperionen in de oplossing kunnen deze elektronen krijgen en koperatomen worden. Deze koperen atomen worden afgezet op de koperelektrode. Daarom neemt de massa van de koperelektrode toe. Op dezelfde manier veroorzaakt de chemische reactie die in het systeem optreedt, dat er een elektrische stroom door de externe draad wordt gecreëerd. Daarom is het bekend dat Galvanische cellen chemische energie omzetten in elektrische energie. Hier is de anode negatief en de kathode positief omdat de oxidatiereactie plaatsvindt in de anode en de reductiereactie plaatsvindt in de kathode.

Wat is een elektrolytische cel

Een elektrolytische cel is een cel die een elektrische stroom gebruikt voor de voortgang van een chemische reactie. In deze cellen wordt een elektrische stroom gebruikt om een ​​niet-spontane reactie te verkrijgen. Dit is het tegenovergestelde van de Galvanische cel. De spontane redoxreacties die in de galvanische cel optreden, kunnen worden omgekeerd door een spanning in elektrolytische cellen aan te leggen.

Het proces dat wordt uitgevoerd door de elektrolytische cel staat bekend als elektrolyse. De anode van de elektrolytische cel is positief geladen en de kathode is negatief geladen. De oxidatiereactie vindt plaats in de kathode, terwijl de reductiereactie plaatsvindt in de anode.

Figuur 2: een elektrolytische cel

Als we bijvoorbeeld de Zn-elektrode en de Cu-elektrode gebruiken, kunnen we het omgekeerde proces van het bovenstaande verkrijgen door een geschikte spanning aan te leggen. Dan zal Zn op de Zn-elektrode worden afgezet en zal de Cu-elektrode zijn massa verminderen door oxidatie. In elektrolytische cellen worden de twee elektroden echter ondergedompeld in dezelfde elektrolytische oplossing.

Verschil tussen galvanische en elektrolytische cel

Definitie

galvanisch Cel: Een Galvanische cel is een elektrochemische cel die elektriciteit kan produceren met behulp van een chemische reactie.

Elektrolytische cel: Een elektrolytische cel is een cel die een elektrische stroom gebruikt voor de voortgang van een chemische reactie.

Techniek

galvanisch Cel: Een Galvanische cel zet chemische energie om in elektrische energie.

Elektrolytische cel: Een elektrolytische cel zet elektrische energie om in chemische energie.

Chemische reactie

galvanisch Cel: In Galvanische cellen vindt een spontane reactie plaats.

Elektrolytische cel: In elektrolytische cellen vindt een niet-spontane reactie plaats.

Anode en kathode

galvanisch Cel: In de galvanische cel is de anode negatief geladen en is de kathode positief geladen.

Elektrolytische cel: In elektrolytische cellen is de anode positief geladen en is de kathode negatief geladen.

Conclusie

Galvanische cellen en elektrolytische cellen zijn systemen die worden gebruikt om de elektriciteit in verband te brengen met chemische verbindingen. Deze cellen kunnen chemische energie omzetten in elektrische energie of elektrische energie in chemische energie. Het belangrijkste verschil tussen galvanische cellen en elektrolytische cellen is dat een galvanische cel chemische energie omzet in elektrische energie, terwijl een elektrolytische cel elektrische energie omzet in chemische energie.

Referenties:

1. "Elektrolytische cellen." Chemie LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, hier beschikbaar. Toegankelijk 20 september 2017.
2. "Elektrolytische cellen." Hyperfysica, Beschikbaar Hier. Toegankelijk 20 september 2017.
3. GROEP, H2T13 CHEMIE. "CHEMIE." ELEKTROLYTISCHE CEL VERSCHEEPT GALVANISCHE CEL, 1 jan. 1970, Hier beschikbaar. Toegankelijk 20 september 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Galvanic cell label". De oorspronkelijke uploader was Elo 1219 op Engelse Wikibooks - Overgebracht van en.wikibooks naar Commons (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Chemical Principles Fig 1.9" De oorspronkelijke uploader was Elo 1219 op Engelse Wikibooks - Overgebracht van en.wikibooks naar Commons. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia