Pagrindinis skirtumas tarp elektrocheminių elementų ir galvaninių elementų yra tas, kad dauguma elektrocheminių elementų linkę elektros energiją paversti chemine energija, o galvaniniai elementai cheminę energiją paverčia elektros energija.
Oksidacijos ir redukcijos reakcijos atlieka svarbų vaidmenį elektrochemijoje. Oksidacijos-redukcijos reakcijos metu elektronai perkeliami iš vieno reagento į kitą. Medžiaga, kuri priima elektronus, yra reduktorius, o medžiaga, kuri išskiria elektroną, yra oksidatorius. Reduktorius yra atsakingas už kito reagento redukavimą, kai pats oksiduojasi; Oksidatoriaus atveju tai yra atvirkščiai. Šios reakcijos vyksta dviejose pusinės reakcijose, kad būtų parodyta atskira oksidacija ir redukcija; taigi rodomas elektronų, judančių arba išeinančių, skaičius.
Kas yra elektrocheminis elementas?
Elektrocheminis elementas yra reduktorius ir oksidatorius, kurie yra fiziškai atskirti vienas nuo kito. Paprastai šį atskyrimą atliekame druskos tilteliu. Nors jos yra fiziškai atskirtos, abi pusląstelės viena su kita chemiškai kontaktuoja. Elektrolitiniai ir galvaniniai elementai yra dviejų tipų elektrocheminiai elementai.
Oksidacijos-redukcijos reakcijos vyksta ir elektrolitiniuose, ir galvaniniuose elementuose. Todėl elektrocheminėje ląstelėje yra du elektrodai kaip anodas ir katodas. Abu elektrodai iš išorės jungiami didelio atsparumo voltmetru; todėl ten srovė tarp elektrodų neperduoda. Todėl šis voltmetras padeda palaikyti tam tikrą įtampą tarp elektrodų, kuriuose vyksta oksidacijos reakcijos.
01 pav.: elektrocheminis elementas
Oksidacijos reakcija vyksta ant anodo, o redukcijos reakcija vyksta ant katodo. Turime panardinti juos į atskirus elektrolitų tirpalus. Paprastai šie tirpalai yra joniniai tirpalai, susiję su elektrodo tipu. Pavyzdžiui, vario elektrodus panardiname į vario sulfato tirpalą, o sidabro elektrodus – į sidabro chlorido tirpalą. Šie sprendimai yra skirtingi; todėl jie turi būti atskirti. Dažniausias būdas juos atskirti yra druskos tiltas. Elektrocheminiame elemente elemento potenciali energija virsta elektros srove, kurią galime panaudoti lemputei uždegti ar atlikti kitus elektros darbus.
Kas yra galvaninis elementas?
Galvaniniai arba voltiniai elementai kaupia elektros energiją. Baterijos yra pagamintos iš daugybės galvaninių elementų, kad būtų sukurta aukštesnė įtampa. Dviejų galvaninių elementų elektrodų reakcijos paprastai vyksta spontaniškai. Kai vyksta reakcijos, iš anodo į katodą per išorinį laidininką teka elektronų srautas.
02 pav.: Galvaninis elementas
Pavyzdžiui, jei galvaniniame elemente du elektrodai yra sidabro ir vario, sidabro elektrodas yra teigiamas vario elektrodo atžvilgiu. Varinis elektrodas yra anodas, jame vyksta oksidacijos reakcija ir išskiriami elektronai. Šie elektronai per išorinę grandinę patenka į sidabro katodą. Taigi sidabro katodas patiria redukcijos reakciją. Tarp dviejų elektrodų susidaro potencialų skirtumas, leidžiantis elektronams tekėti. Toliau pateikiama spontaniška pirmiau minėto galvaninio elemento ląstelių reakcija.
2 Ag+ (aq) + Cu (s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
Kuo skiriasi elektrocheminis elementas ir galvaninis elementas?
Yra dviejų tipų elektrocheminiai elementai – elektrolitiniai elementai ir galvaniniai elementai. Pagrindinis skirtumas tarp elektrocheminių elementų ir galvaninių elementų yra tas, kad dauguma elektrocheminių elementų linkę elektros energiją paversti chemine energija, o galvaniniai elementai cheminę energiją paverčia elektros energija. Be to, daugumoje elektrocheminių elementų, tokių kaip elektrolitiniai elementai, anodas yra teigiamas gnybtas, o katodas yra neigiamas; tačiau galvaniniame elemente anodas yra neigiamas, o katodas yra teigiamas.
Be to, dar vienas skirtumas tarp elektrocheminių elementų ir galvaninių elementų yra tas, kad elektrocheminiuose elementuose, tokiuose kaip elektrolitiniai elementai, vyksta nesavaiminės cheminės reakcijos, tačiau galvaniniuose elementuose vyksta savaiminės cheminės reakcijos.
Santrauka – elektrocheminiai ir galvaniniai elementai
Yra dviejų tipų elektrocheminiai elementai – elektrolitiniai elementai ir galvaniniai elementai. Pagrindinis skirtumas tarp elektrocheminių elementų ir galvaninių elementų yra tas, kad dauguma elektrocheminių elementų linkę elektros energiją paversti chemine energija, o galvaniniai elementai cheminę energiją paverčia elektros energija.
