Forskjellen mellom elektrokjemisk celle og elektrolytisk celle
Share
Hovedforskjell - Elektrokjemisk celle vs elektrolytisk celle
Elektrokjemi inkluderer studier av bevegelse av elektroner i systemer der kjemiske prosesser finner sted. Her kan kjemiske reaksjoner brukes til å generere en elektrisk strøm eller en elektrisk strøm kan brukes til å lette en ikke-kjemisk kjemisk reaksjon. På begge måter vil konvertering av elektrisk energi til kjemisk energi eller motsatt av det oppstå. Systemene der disse konverteringene finner sted, kalles celler eller, mer presist, elektrokjemiske celler. Det er to typer elektrokjemiske celler kjent som voltaiske celler og elektrolytiske celler. Hovedforskjellen mellom elektrokjemisk celle og elektrolytisk celle er det elektrokjemisk celle trenger ikke ekstern strøm for drift mens elektrolytiske celler trenger ekstern strøm for drift.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er Elektrokjemisk Cell
- Definisjon, Egenskaper, Slik fungerer det
2. Hva er elektrolytisk celle
- Definisjon, Egenskaper, Slik fungerer det
3. Hva er forskjellen mellom elektrokjemisk celle og elektrolytisk celle
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelvilkår: Anode, Katode, Elektrokjemisk Cell, Elektrolys, Elektrolytisk Cell, Galvanisk Cell, Oksidasjon, Reduksjon, Voltaic Cell
Hva er en elektrokjemisk celle
En elektrokjemisk celle er et system som kan produsere elektrisk energi gjennom spontane kjemiske reaksjoner. De kjemiske reaksjonene som er involvert i denne prosessen kalles redoksreaksjoner. Redoksreaksjoner oppstår ved overføring av elektroner mellom kjemiske arter. En redoksreaksjon inkluderer to halvreaksjoner: oksidasjonsreaksjon og reduksjonsreaksjon. Oksidasjonsreaksjonen frigjør alltid elektroner til systemet mens reduksjonsreaksjonen tar elektroner fra systemet. Derfor forekommer de to halvreaksjonene samtidig.
Elektrokjemiske celler finnes i to typer, som voltaiske (galvaniske) celler og elektrolytiske celler. En elektrokjemisk celle består av to halvceller. Halvreaksjonene forekommer i to halvceller. De kjemiske reaksjonene som finner sted i den cellen forårsaker oppbyggingen av en potensiell forskjell mellom to halvceller.
En halvcelle bør bestå av en elektrode og en elektrolytt. Derfor er en komplett elektrokjemisk celle bestående av to elektroder og to elektrolytter; Noen ganger kan de to halvcellene bruke samme elektrolytt. Hvis det brukes to forskjellige elektrolytter, bør en saltbro brukes for å holde kontakten mellom elektrolyttene. Det gjøres ved å lage et passasje for å overføre ioner gjennom saltbroen. Elektronene flyter fra en halvcelle til den andre gjennom en ekstern krets. De to elektrodene kalles anode og katode.
Oksidasjons- og reduksjonsreaksjonene forekommer separat i to elektroder. Oksidasjonsreaksjonen skjer i anoden mens reduksjonsreaksjonen skjer i katoden. Derfor produseres elektroner i anoden og de beveger seg fra anode til katode gjennom den eksterne kretsen. Saltbroen bidrar til å opprettholde systemnøytral (elektrisk) ved å overføre ioner gjennom den for å balansere de elektriske ladningene.
La oss vurdere følgende elektrokemiske celle.
Figur 1: Elektrokjemisk celle
Her er anoden Zn (sink) -elektroden, og katoden er Cu-kobberelektroden. Oksidasjonsreaksjonen skjer i Zn-elektroden. Der oksideres det metalliske Zn til Zn+2 ioner. De frigjorte elektronene sendes gjennom den eksterne ledningen. Produsert Zn+2 ioner slippes ut i løsningen. Derfor vil Zn-elektroden bli oppløst med tiden. Reduksjonsreaksjonen skjer nær katoden. Katoden er en Cu-elektrode. Der blir elektronene som kommer fra den eksterne kretsen, tatt av Cu2+ ioner i løsningen og reduseres til Cu-metall. Derfor vil massen av Cu-elektroden økes med tiden. Elektronstrømmen gjennom den eksterne ledningen kan måles som den elektriske strømmen som produseres fra redoksreaksjonen. Dette er den typiske strukturen til en elektrokjemisk celle.
reaksjoner
- Reaksjon i anoden (oksidasjon)
Zn(S) → Zn+2(En q) + 2e
- Reaksjon i katoden (reduksjon)
Cu+2(En q) + 2e → Cu(S)
Hva er en elektrolytisk celle
En elektrolytisk celle er en type elektrokjemisk celle hvor elektrisk energi kan brukes til å forårsake en kjemisk reaksjon. Med andre ord, elektrisk energi skal leveres fra en ekstern kilde. Deretter kan en ikke-spontan reaksjon påbegynnes. Elektrolytiske celler brukes mest til elektrolyse av forbindelser.
En elektrolytisk celle er også sammensatt av faste metaller som elektroder. Det er to elektroder koblet til en ekstern krets. En elektrode fungerer som anoden, mens den andre fungerer som katoden. Oksidasjonsreaksjonen vil forekomme i anoden og reduksjonsreaksjonen vil oppstå i katoden.
Den eksterne elektriske energiforsyningen (fra batteriet som er koblet til de to elektrodene) gir en elektronstrøm gjennom katoden. Disse elektronene kommer deretter inn i elektrolytisk oppløsning. Deretter samles kationene i løsningen rundt katoden og får elektroner som kommer gjennom katoden. Derfor blir disse kationene redusert ved katoden. Elektronene i katoden avviser anioner i løsningen. Disse anjonene beveger seg mot anoden. Der frigjør disse anjonene elektroner og blir oksidert. Derfor har anoden en positiv ladning og katoden har en negativ ladning.
La oss tenke på følgende eksempel.
Figur 2: Elektrolysen av kobberkloridløsning
I ovennevnte elektrolytcelle gir batteriet elektroner til katoden og Cu+2 ioner samles rundt katoden for å ta elektronene fra katoden. Så Cu+2 ioner reduseres til Cu-metall og deponeres på katoden. Så Cl- ioner migrerer mot anoden og slipper ut overflødig elektron som de har. Der, oksidasjonen av Cl- forekommer danner Cl2 (g).
reaksjoner
- Reaksjon i anoden (oksidasjon)
2 cl-(En q) → Cl2 (g) + 2e
- Reaksjon i katoden (reduksjon)
Cu+2(En q) + 2e → Cu(S)
Forskjellen mellom elektrokjemisk celle og elektrolytisk celle
Definisjon
Elektrokjemisk celle: En elektrokjemisk celle er et system som kan produsere elektrisk energi gjennom spontane kjemiske reaksjoner.
Elektrolytisk celle: En elektrolytisk celle er en type elektrokjemisk celle hvor elektrisk energi kan brukes til å skape en kjemisk reaksjon.
Energikonvertering
Elektrokjemisk celle: I elektrokjemisk celle blir kjemisk energi omgjort til elektrisk energi.
Elektrolytisk celle: I elektrolytcellen omdannes elektrisk energi til kjemisk energi.
Ekstern strøm
Elektrokjemisk celle: Elektrokjemiske celler trenger ikke eksterne elektriske energikilder.
Elektrolytisk celle: Elektrolytiske celler trenger eksterne elektriske energikilder.
Kjemiske reaksjoner
Elektrokjemisk celle: I elektrokjemiske celler finner spontane kjemiske reaksjoner sted.
Elektrolytisk celle: I elektrolytiske celler foregår ikke-kjemiske reaksjoner.
elektroder
Elektrokjemisk celle: I en elektrokjemisk celle er anoden negativ og katoden er positiv.
Elektrolytisk celle: I en elektrolytisk celle er anoden positiv og katoden er negativ.
Elektronbevegelse
Elektrokjemisk celle: Elektroner overføres fra anode til katode i elektrokjemiske celler.
Elektrolytisk celle: Elektroner sendes fra batteriet til katoden og deretter kommer elektronene inn i anoden gjennom elektrolytisk oppløsning i elektrolytiske celler.
Konklusjon
En elektrolytisk celle er en type elektrokjemisk celle. Derfor er elektrolytcellen sammensatt av alle komponentene som en typisk elektrokjemisk celle har. Både elektrokjemiske celler og elektrolytiske celler innbefatter sirkulasjon av elektroner gjennom systemet. I elektrokjemiske celler finner imidlertid spontane kjemiske reaksjoner sted, mens ikke-kjemiske kjemiske reaksjoner finner sted i elektrolytiske celler. Dette er forskjellen mellom elektrokjemisk celle og elektrolytisk celle.
referanser:
1. "Elektrokjemisk celle." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 24. juli 2017. Web. Tilgjengelig her. 26. juli 2017.
2. "Elektrolytiske celler." Kjemi LibreTexts. Libretexts, 21. juli 2016. Web. Tilgjengelig her. 26. juli 2017.
Bilde Courtesy:
1. "Elektrokjemisk celle" av Siyavula Education (CC BY 2.0) via Flickr
