Elektrolüütilised vs galvaanilised elemendid
Elektrolüütilised ja galvaanilised elemendid on kahte tüüpi elektrokeemilisi elemente. Nii elektrolüütilistes kui galvaanilistes elementides toimuvad oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonid. Lahtris on kaks elektroodi, mida nimetatakse anoodiks ja katoodiks. Oksüdatsioonireaktsioon toimub anoodil ja redutseerimisreaktsioon katoodil. Elektroodid sukeldatakse eraldi elektrolüüdilahustesse. Tavaliselt on need lahused elektroodi tüübiga seotud ioonlahused. Näiteks vaskelektroodid kastetakse vasksulfaadi lahusesse ja hõbeelektroodid hõbekloriidi lahusesse. Need lahendused on erinevad; järelikult tuleb need eraldada. Kõige tavalisem viis nende eraldamiseks on soolasild.
Mis on elektrolüütiline element?
See on element, mis kasutab elektrivoolu keemiliste ühendite purustamiseks ehk teisisõnu elektrolüüsi tegemiseks. Seega vajavad elektrolüütilised rakud töötamiseks välist elektrienergia allikat. Näiteks kui võtame elemendi kaheks elektroodiks vase ja hõbeda, on hõbe ühendatud välise energiaallika (aku) positiivse klemmiga. Vask on ühendatud negatiivse klemmiga. Kuna negatiivne klemm on elektronirikas, voolavad elektronid klemmilt vaskelektroodile. Nii et vask väheneb. Hõbeelektroodil toimub oksüdatsioonireaktsioon ja vabanenud elektronid antakse aku elektronpuudulikule positiivsele klemmile. Järgnev on üldine reaktsioon, mis toimub elektrolüütilises elemendis, millel on vask- ja hõbeelektroodid.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
Mis on galvaaniline element?
Galvaan- või voltakud salvestavad elektrienergiat. Akud on valmistatud galvaaniliste elementide seeriast, et toota kõrgemat pinget. Galvaaniliste elementide kahe elektroodi reaktsioonid kipuvad kulgema spontaanselt. Kui reaktsioonid toimuvad, toimub elektronide voog anoodilt välise juhi kaudu katoodile. Näiteks kui galvaanilises elemendis on kaks elektroodi hõbedast ja vasest, on hõbedane elektrood vaskelektroodi suhtes positiivne. Vaskelektrood on anood ja see läbib oksüdatsioonireaktsiooni ja vabastab elektronid. Need elektronid lähevad välise ahela kaudu hõbekatoodile. Seega läbib hõbekatood redutseerimisreaktsiooni. Kahe elektroodi vahel tekib potentsiaalide erinevus, mis võimaldab elektronide voolu. Järgneb ül altoodud galvaanilise raku spontaanne rakureaktsioon.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
Mis vahe on elektrolüütilisel elemendil ja galvaanilisel elemendil?
• Elektrolüütilised elemendid vajavad töötamiseks välist elektrienergiaallikat, kuid galvaanilised elemendid töötavad spontaanselt ja annavad elektrivoolu.
• Elektrolüütilises elemendis on voolu suund vastupidine galvaaniliste elementide suunale.
• Elektroodides toimuvad reaktsioonid on mõlemat tüüpi rakkudes vastupidised. See tähendab, et elektrolüütilises elemendis on hõbeelektrood anood ja vaskelektrood katood. Kuid galvaanilistes elementides on anood vaskelektrood ja katood hõbeelektrood.
• Elektrokeemilises elemendis on katood positiivne ja anood negatiivne. Elektrolüütilises elemendis on katood negatiivne ja anood positiivne.
• Elektrolüütiliste elementide tööks on vaja kõrgemat pinget kui galvaanilistel elementidel.
