Cèl·lules electrolítiques vs galvàniques
Les cel·les electrolítiques i galvàniques són dos tipus de cèl·lules electroquímiques. Tant a les cèl·lules electrolítiques com a les galvàniques s'estan produint reaccions d'oxidació-reducció. En una cel·la, hi ha dos elèctrodes anomenats ànode i càtode. La reacció d'oxidació té lloc a l'ànode i la reacció de reducció té lloc al càtode. Els elèctrodes estan immersos en solucions d'electròlits separades. Normalment, aquestes solucions són solucions iòniques relacionades amb el tipus d'elèctrode. Per exemple, els elèctrodes de coure estan submergits en solucions de sulfat de coure i els elèctrodes de plata estan immersos en una solució de clorur de plata. Aquestes solucions són diferents; per tant, s'han de separar. La manera més habitual de separar-los és un pont de sal.
Què és una cèl·lula electrolítica?
Aquesta és una cèl·lula que utilitza un corrent elèctric per trencar compostos químics, o en altres paraules, per fer una electròlisi. Per tant, les cèl·lules electrolítiques necessiten una font externa d'energia elèctrica per funcionar. Per exemple, si prenem el coure i la plata com els dos elèctrodes de la cel·la, la plata es connecta al terminal positiu d'una font d'energia externa (una bateria). El coure està connectat al terminal negatiu. Com que el terminal negatiu és ric en electrons, els electrons flueixen des del terminal a l'elèctrode de coure. Així el coure es redueix. A l'elèctrode de plata, té lloc una reacció d'oxidació i els electrons alliberats es donen al terminal positiu deficient d'electrons de la bateria. A continuació es mostra la reacció global que té lloc en una cel·la electrolítica que té elèctrodes de coure i plata.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
Què és una cèl·lula galvànica?
Les cèl·lules galvàniques o voltaiques emmagatzemen energia elèctrica. Les bateries estan fetes d'una sèrie de cèl·lules galvàniques per produir un voltatge més alt. Les reaccions als dos elèctrodes de les cèl·lules galvàniques tendeixen a procedir espontàniament. Quan es produeixen les reaccions, hi ha un flux d'electrons des de l'ànode fins al càtode a través d'un conductor extern. Per exemple, si els dos elèctrodes són de plata i coure en una cel·la galvànica, l'elèctrode de plata és positiu respecte a l'elèctrode de coure. L'elèctrode de coure és l'ànode, i experimenta una reacció d'oxidació i allibera electrons. Aquests electrons van al càtode de plata a través del circuit extern. Per tant, el càtode de plata experimenta una reacció de reducció. Es genera una diferència de potencial entre els dos elèctrodes que permeten el flux d'electrons. A continuació es mostra la reacció cel·lular espontània de la cèl·lula galvànica anterior.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
Quina diferència hi ha entre la cel·la electrolítica i la cel·la galvànica?
• Les cèl·lules electrolítiques necessiten una font d'energia elèctrica externa per funcionar, però les cèl·lules galvàniques funcionen espontàniament i emeten un corrent elèctric.
• En una pila electrolítica, la direcció del corrent és oposada a la de les cèl·lules galvàniques.
• Les reaccions en els elèctrodes s'inverteixen en ambdós tipus de cèl·lules. És a dir, en una cel·la electrolítica, l'elèctrode de plata és l'ànode i l'elèctrode de coure és el càtode. Tanmateix, a les cèl·lules galvàniques, l'elèctrode de coure és l'ànode i l'elèctrode de plata és el càtode.
• En una pila electroquímica, el càtode és positiu i l'ànode és negatiu. En una cel·la electrolítica, el càtode és negatiu i l'ànode és positiu.
• Per al funcionament de les cèl·lules electrolítiques, es requereix una tensió més alta que les cel·les galvàniques.
