Ηλεκτροχημικό Κύτταρο εναντίον Ηλεκτρολυτικού Κυττάρου
Στην οξείδωση ηλεκτροχημείας, οι αντιδράσεις αναγωγής παίζουν σημαντικό ρόλο. Σε μια αντίδραση αναγωγής οξείδωσης, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το ένα αντιδραστήριο στο άλλο. Η ουσία που δέχεται ηλεκτρόνια είναι γνωστή ως αναγωγικός παράγοντας, ενώ ως ουσία που δίνει μακριά το ηλεκτρόνιο είναι γνωστή ως οξειδωτικός παράγοντας. Ο αναγωγικός παράγοντας είναι υπεύθυνος για τη μείωση του άλλου αντιδρώντος ενώ υποβάλλεται σε οξείδωση. Και για τον οξειδωτικό παράγοντα, είναι το αντίστροφο. Αυτές οι αντιδράσεις μπορούν να χωριστούν σε δύο μισές αντιδράσεις, για να δείξουν ξεχωριστές οξειδώσεις και μειώσεις. Έτσι, δείχνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων που κινούνται μέσα ή έξω.
Ηλεκτροχημικά κύτταρα
Η ηλεκτροχημική κυψέλη είναι ένας συνδυασμός αναγωγικού και οξειδωτικού παράγοντα, ο οποίος είναι φυσικά διαχωρισμένος μεταξύ τους. Συνήθως ο διαχωρισμός γίνεται με αλατογέφυρα. Αν και είναι φυσικά διαχωρισμένα, και τα δύο μισά κύτταρα βρίσκονται σε χημική επαφή μεταξύ τους. Τα ηλεκτρολυτικά και τα γαλβανικά κύτταρα είναι δύο τύποι ηλεκτροχημικών στοιχείων. Τόσο στα ηλεκτρολυτικά όσο και στα γαλβανικά κύτταρα λαμβάνουν χώρα αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής. Επομένως, σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο, υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια που ονομάζονται άνοδος και κάθοδος. Και τα δύο ηλεκτρόδια συνδέονται εξωτερικά με ένα βολτόμετρο υψηλής αντοχής. Επομένως, το ρεύμα δεν θα μεταδίδεται μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτό το βολτόμετρο βοηθά στη διατήρηση μιας ορισμένης τάσης μεταξύ των ηλεκτροδίων όπου λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις οξείδωσης. Η αντίδραση οξείδωσης λαμβάνει χώρα στην άνοδο και η αντίδραση αναγωγής στην κάθοδο. Τα ηλεκτρόδια βυθίζονται σε ξεχωριστά διαλύματα ηλεκτρολυτών. Κανονικά, αυτά τα διαλύματα είναι ιοντικά διαλύματα που σχετίζονται με τον τύπο του ηλεκτροδίου. Για παράδειγμα, τα ηλεκτρόδια χαλκού βυθίζονται σε διαλύματα θειικού χαλκού και τα ηλεκτρόδια αργύρου βυθίζονται σε διάλυμα χλωριούχου αργύρου. Αυτές οι λύσεις είναι διαφορετικές. Ως εκ τούτου, πρέπει να διαχωριστούν. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος διαχωρισμού τους είναι μια γέφυρα αλατιού. Σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο, η δυναμική ενέργεια του στοιχείου μετατρέπεται σε ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να ανάψουμε μια λάμπα ή για να κάνουμε κάποια άλλη ηλεκτρική εργασία.
Ηλεκτρολυτικά κύτταρα
Αυτό είναι ένα στοιχείο, το οποίο χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για να σπάσει χημικές ενώσεις, ή με άλλα λόγια, να κάνει μια ηλεκτρόλυση. Επομένως, τα ηλεκτρολυτικά στοιχεία χρειάζονται μια εξωτερική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία τους. Για παράδειγμα, αν πάρουμε το χαλκό και το ασήμι ως τα δύο ηλεκτρόδια στο στοιχείο, το ασήμι συνδέεται με τον θετικό ακροδέκτη μιας εξωτερικής πηγής ενέργειας (μια μπαταρία). Ο χαλκός συνδέεται στον αρνητικό ακροδέκτη. Δεδομένου ότι το αρνητικό τερματικό είναι πλούσιο σε ηλεκτρόνια, τα ηλεκτρόνια ρέουν από εκεί προς το ηλεκτρόδιο χαλκού. Έτσι ο χαλκός μειώνεται. Στο ηλεκτρόδιο αργύρου, λαμβάνει χώρα μια αντίδραση οξείδωσης και τα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια δίνονται στον θετικό ακροδέκτη με έλλειψη ηλεκτρονίων της μπαταρίας. Ακολουθεί η συνολική αντίδραση που λαμβάνει χώρα σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο, το οποίο έχει ηλεκτρόδια χαλκού και αργύρου.
2Ag(s)+ Cu2+ (aq)⇌2 Ag+ (υδ.)+ Cu(s)
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ηλεκτροχημικού στοιχείου και ηλεκτρολυτικού στοιχείου;
• Το ηλεκτρολυτικό στοιχείο είναι ένας τύπος ηλεκτροχημικών στοιχείων.
• Τα ηλεκτρολυτικά στοιχεία χρειάζονται εξωτερικό ρεύμα για λειτουργία. Αλλά ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο, η δυναμική ενέργεια του στοιχείου μετατρέπεται σε ηλεκτρικό ρεύμα. Έτσι, σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο, η διαδικασία στα ηλεκτρόδια δεν είναι αυθόρμητη.
• Σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο, η κάθοδος είναι θετική και η άνοδος είναι αρνητική. Σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο, η κάθοδος είναι αρνητική και η άνοδος θετική.
