الکترولیتی در مقابل سلول های گالوانیکی
سلول های الکترولیتی و گالوانیکی دو نوع سلول الکتروشیمیایی هستند. هم در سلول های الکترولیتی و هم در سلول های گالوانیکی، واکنش های کاهش اکسیداسیون در حال انجام است. در یک سلول دو الکترود به نام های آند و کاتد وجود دارد. واکنش اکسیداسیون روی آند و واکنش کاهش روی کاتد انجام می شود. الکترودها در محلول های الکترولیت جداگانه غوطه ور می شوند. به طور معمول این محلول ها محلول های یونی مربوط به نوع الکترود هستند. به عنوان مثال، الکترودهای مس در محلول های سولفات مس و الکترودهای نقره در محلول کلرید نقره غوطه ور می شوند.این راه حل ها متفاوت است. از این رو، آنها باید از هم جدا شوند. رایج ترین راه برای جدا کردن آنها یک پل نمکی است.
سلول الکترولیتی چیست؟
این سلولی است که از جریان الکتریکی برای شکستن ترکیبات شیمیایی یا به عبارت دیگر برای انجام الکترولیز استفاده می کند. بنابراین سلول های الکترولیتی برای کار به یک منبع خارجی انرژی الکتریکی نیاز دارند. به عنوان مثال، اگر مس و نقره را به عنوان دو الکترود در سلول در نظر بگیریم، نقره به ترمینال مثبت یک منبع انرژی خارجی (باتری) متصل می شود. مس به ترمینال منفی متصل است. از آنجایی که ترمینال منفی غنی از الکترون است، الکترون ها از ترمینال به الکترود مسی جریان می یابند. بنابراین مس کاهش می یابد. در الکترود نقره، یک واکنش اکسیداسیون انجام می‌شود و الکترون‌های آزاد شده به ترمینال مثبت باتری با کمبود الکترون داده می‌شوند. در زیر واکنش کلی در یک سلول الکترولیتی که دارای الکترودهای مس و نقره است انجام می شود.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
سلول گالوانیکی چیست؟
سلول های گالوانیکی یا ولتایی انرژی الکتریکی را ذخیره می کنند. باتری ها از سری سلول های گالوانیکی برای تولید ولتاژ بالاتر ساخته می شوند. واکنش‌ها در دو الکترود در سلول‌های گالوانیک به طور خود به خود ادامه می‌یابند. هنگامی که واکنش ها در حال انجام هستند، جریان الکترون از آند به کاتد از طریق یک هادی خارجی وجود دارد. به عنوان مثال، اگر دو الکترود نقره و مس در یک سلول گالوانیکی باشند، الکترود نقره نسبت به الکترود مس مثبت است. الکترود مس آند است و تحت واکنش اکسیداسیون و آزادسازی الکترون قرار می گیرد. این الکترون ها از طریق مدار خارجی به کاتد نقره می روند. از این رو، کاتد نقره تحت واکنش کاهش قرار می گیرد. یک اختلاف پتانسیل بین دو الکترود ایجاد می شود که به جریان الکترون اجازه می دهد. در زیر واکنش سلولی خودبخودی سلول گالوانیک فوق آمده است.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
تفاوت بین سلول الکترولیتی و سلول گالوانیکی چیست؟
• سلول های الکترولیتی برای عملکرد به یک منبع انرژی الکتریکی خارجی نیاز دارند، اما سلول های گالوانیکی خود به خود عمل می کنند و جریان الکتریکی تولید می کنند.
• در یک پیل الکترولیتی، جهت جریان برخلاف سلول های گالوانیکی است.
• واکنش های الکترودها در هر دو نوع سلول معکوس می شوند. که در یک سلول الکترولیتی، الکترود نقره آند است و الکترود مس کاتد است. با این حال، در سلول های گالوانیک، الکترود مس آند و الکترود نقره کاتد است.
• در یک سلول الکتروشیمیایی، کاتد مثبت و آند منفی است. در یک سلول الکترولیتی، کاتد منفی و آند مثبت است.
• برای عملکرد سلول های الکترولیتی، ولتاژ بالاتری نسبت به سلول های گالوانیکی مورد نیاز است.
