Elektrolitiniai vs galvaniniai elementai
Elektrolitiniai ir galvaniniai elementai yra dviejų tipų elektrocheminiai elementai. Tiek elektrolitiniuose, tiek galvaniniuose elementuose vyksta oksidacijos-redukcijos reakcijos. Ląstelėje yra du elektrodai, vadinami anodu ir katodu. Oksidacijos reakcija vyksta ant anodo, o redukcijos reakcija vyksta ant katodo. Elektrodai panardinami į atskirus elektrolitų tirpalus. Paprastai šie tirpalai yra joniniai tirpalai, susiję su elektrodo tipu. Pavyzdžiui, variniai elektrodai panardinami į vario sulfato tirpalus, o sidabro elektrodai – į sidabro chlorido tirpalą. Šie sprendimai yra skirtingi; todėl jie turi būti atskirti. Dažniausias būdas juos atskirti yra druskos tiltelis.
Kas yra elektrolitinis elementas?
Tai elementas, kuris naudoja elektros srovę cheminiams junginiams suskaidyti arba, kitaip tariant, atlikti elektrolizę. Taigi elektrolitiniams elementams veikti reikalingas išorinis elektros energijos š altinis. Pavyzdžiui, jei varį ir sidabrą laikome dviem elektrodais elemente, sidabras yra prijungtas prie išorinio energijos š altinio (baterijos) teigiamo gnybto. Varis prijungtas prie neigiamo gnybto. Kadangi neigiamas gnybtas yra daug elektronų, elektronai teka iš terminalo į varinį elektrodą. Taigi varis sumažėja. Prie sidabro elektrodo vyksta oksidacijos reakcija, o išsilaisvinę elektronai atiduodami į teigiamą akumuliatoriaus gnybtą, kuriam trūksta elektronų. Toliau pateikiama bendra reakcija, vykstanti elektrolitinėje kameroje, kurioje yra vario ir sidabro elektrodai.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
Kas yra galvaninis elementas?
Galvaniniai arba voltiniai elementai kaupia elektros energiją. Baterijos yra pagamintos iš serijos 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. 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 išleidžiami elektronai. Šie elektronai per išorinę grandinę patenka į sidabro katodą. Taigi sidabro katodas patiria redukcijos reakciją. Tarp dviejų elektrodų, leidžiančių elektronams tekėti, susidaro potencialų skirtumas. Toliau pateikiama spontaniška pirmiau minėtos Galvaninės ląstelės ląstelių reakcija.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
Kuo skiriasi elektrolitinis elementas ir galvaninis elementas?
• Elektrolitiniams elementams veikti reikalingas išorinis elektros energijos š altinis, tačiau galvaniniai elementai veikia spontaniškai ir skleidžia elektros srovę.
• Elektrolitiniame elemente srovės kryptis yra priešinga galvaninių elementų srovei.
• Abiejų tipų ląstelėse reakcijos elektroduose yra atvirkštinės. Tai yra, elektrolitiniame elemente sidabro elektrodas yra anodas, o vario elektrodas yra katodas. Tačiau galvaniniuose elementuose varinis elektrodas yra anodas, o sidabrinis – katodas.
• Elektrocheminiame elemente katodas yra teigiamas, o anodas yra neigiamas. Elektrolitiniame elemente katodas yra neigiamas, o anodas yra teigiamas.
• Kad veiktų elektrolitiniai elementai, reikalinga aukštesnė įtampa nei galvaninių elementų.
