Kluczowa różnica między ogniwem elektrochemicznym a ogniwem galwanicznym polega na tym, że większość ogniw elektrochemicznych ma tendencję do przekształcania energii elektrycznej w energię chemiczną, podczas gdy ogniwa galwaniczne mają tendencję do przekształcania energii chemicznej w energię elektryczną.
Reakcje utleniania i redukcji odgrywają ważną rolę w elektrochemii. W reakcji utleniania-redukcji elektrony są przenoszone z jednego substratu do drugiego. Substancją przyjmującą elektrony jest czynnik redukujący, natomiast substancją, która oddaje elektrony jest czynnik utleniający. Środek redukujący jest odpowiedzialny za redukcję drugiego reagenta podczas samego utleniania; w przypadku środka utleniającego jest odwrotnie. Reakcje te zachodzą w dwóch reakcjach połówkowych, aby pokazać oddzielne utlenianie i redukcje; w ten sposób pokazuje liczbę elektronów wchodzących lub wychodzących.
Co to jest ogniwo elektrochemiczne?
Ogniwo elektrochemiczne to połączenie czynnika redukującego i utleniającego, które są fizycznie oddzielone od siebie. Zwykle dokonujemy tego oddzielenia mostem solnym. Chociaż są fizycznie oddzielone, obie półogniwa pozostają ze sobą w kontakcie chemicznym. Ogniwa elektrolityczne i galwaniczne to dwa rodzaje ogniw elektrochemicznych.
Reakcje utleniania i redukcji zachodzą zarówno w ogniwach elektrolitycznych, jak i galwanicznych. Dlatego w ogniwie elektrochemicznym występują dwie elektrody jako anoda i katoda. Obie elektrody łączą się zewnętrznie z woltomierzem o wysokiej rezystancji; dlatego prąd nie jest przesyłany między elektrodami. Dlatego ten woltomierz pomaga utrzymać pewne napięcie między elektrodami, w których zachodzą reakcje utleniania.
Rysunek 01: Ogniwo elektrochemiczne
Reakcja utleniania zachodzi na anodzie, podczas gdy reakcja redukcji zachodzi na katodzie. Musimy je zanurzyć w oddzielnych roztworach elektrolitów. Zwykle roztwory te są roztworami jonowymi związanymi z rodzajem elektrody. Na przykład zanurzamy elektrody miedziane w roztworze siarczanu miedzi, a elektrody srebrne w roztworze chlorku srebra. Te rozwiązania są różne; dlatego muszą być rozdzielone. Najczęstszym sposobem ich rozdzielenia jest most solny. W ogniwie elektrochemicznym energia potencjalna ogniwa przekształca się w prąd elektryczny, który możemy wykorzystać do zapalenia żarówki lub wykonania innej pracy elektrycznej.
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 zwykle przebiegają spontanicznie. Gdy zachodzą reakcje, następuje przepływ elektronów z anody do katody przez zewnętrzny przewodnik.
Rysunek 02: Ogniwo galwaniczne
Na przykład, jeśli dwie elektrody są srebrne i miedziane w ogniwie galwanicznym, elektroda srebrna jest dodatnia w stosunku do elektrody miedzianej. Elektroda miedziana jest anodą i ulega reakcji utleniania i uwalnia elektrony. Elektrony te trafiają do srebrnej katody przez obwód zewnętrzny. Stąd srebrna katoda ulega reakcji redukcji. Między dwiema elektrodami powstaje różnica potencjałów, które umożliwiają przepływ elektronów. Poniżej znajduje się spontaniczna reakcja ogniwa powyższego ogniwa galwanicznego.
2 Ag+ (aq) + Cu(s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
Jaka jest różnica między ogniwem elektrochemicznym a ogniwem galwanicznym?
Istnieją dwa rodzaje ogniw elektrochemicznych: ogniwa elektrolityczne i ogniwa galwaniczne. Kluczową różnicą między ogniwem elektrochemicznym a ogniwem galwanicznym jest to, że większość ogniw elektrochemicznych ma tendencję do przekształcania energii elektrycznej w energię chemiczną, podczas gdy ogniwa galwaniczne mają tendencję do przekształcania energii chemicznej w energię elektryczną. Ponadto w większości ogniw elektrochemicznych, takich jak ogniwa elektrolityczne, anoda jest biegunem dodatnim, a katoda biegunem ujemnym; jednak w ogniwie galwanicznym anoda jest biegunem ujemnym, a katoda biegunem dodatnim.
Ponadto, kolejna różnica między ogniwem elektrochemicznym a ogniwem galwanicznym polega na tym, że w ogniwach elektrochemicznych, takich jak ogniwa elektrolityczne, zachodzą niespontaniczne reakcje chemiczne, ale w ogniwach galwanicznych zachodzą spontaniczne reakcje chemiczne.
Podsumowanie – Ogniwo elektrochemiczne a ogniwo galwaniczne
Istnieją dwa rodzaje ogniw elektrochemicznych: ogniwa elektrolityczne i ogniwa galwaniczne. Kluczową różnicą między ogniwem elektrochemicznym a ogniwem galwanicznym jest to, że większość ogniw elektrochemicznych ma tendencję do przekształcania energii elektrycznej w energię chemiczną, podczas gdy ogniwa galwaniczne mają tendencję do przekształcania energii chemicznej w energię elektryczną.
