Elektrolītiskie un galvaniskie elementi
Elektrolītiskie un galvaniskie elementi ir divu veidu elektroķīmiski elementi. Gan elektrolītiskajos, gan galvaniskajos elementos notiek oksidācijas-reducēšanās reakcijas. Šūnā ir divi elektrodi, ko sauc par anodu un katodu. Oksidācijas reakcija notiek uz anoda, un reducēšanas reakcija notiek uz katoda. Elektrodi tiek iegremdēti atsevišķos elektrolītu šķīdumos. Parasti šie šķīdumi ir jonu šķīdumi, kas saistīti ar elektrodu tipu. Piemēram, vara elektrodi ir iegremdēti vara sulfāta šķīdumos un sudraba elektrodi ir iegremdēti sudraba hlorīda šķīdumā. Šie risinājumi ir atšķirīgi; tāpēc tie ir jāatdala. Visizplatītākais veids, kā tos atdalīt, ir sāls tilts.
Kas ir elektrolītiskā šūna?
Šī ir šūna, kas izmanto elektrisko strāvu ķīmisko savienojumu sadalīšanai vai, citiem vārdiem sakot, elektrolīzes veikšanai. Tātad elektrolītisko elementu darbībai ir nepieciešams ārējs elektriskās enerģijas avots. Piemēram, ja mēs uztveram varu un sudrabu kā divus elektrodus šūnā, sudrabs ir savienots ar ārējā enerģijas avota (akumulatora) pozitīvo spaili. Varš ir savienots ar negatīvo spaili. Tā kā negatīvā spaile ir bagāta ar elektroniem, elektroni plūst no spailes uz vara elektrodu. Tātad varš tiek samazināts. Pie sudraba elektroda notiek oksidācijas reakcija, un atbrīvotie elektroni tiek nodoti akumulatora pozitīvajam spailei ar elektronu deficītu. Tālāk ir parādīta kopējā reakcija, kas notiek elektrolītiskajā šūnā, kurā ir vara un sudraba elektrodi.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
Kas ir galvaniskā šūna?
Galvaniskie vai sprieguma elementi uzglabā elektroenerģiju. Baterijas ir izgatavotas no galvanisko elementu sērijas, lai radītu augstāku spriegumu. Reakcijām pie diviem elektrodiem galvaniskajās šūnās ir tendence noritēt spontāni. Kad notiek reakcijas, caur ārējo vadītāju notiek elektronu plūsma no anoda uz katodu. Piemēram, ja galvaniskajā elementā abi elektrodi ir sudrabs un varš, sudraba elektrods ir pozitīvs attiecībā pret vara elektrodu. Vara elektrods ir anods, un tas tiek pakļauts oksidācijas reakcijai un atbrīvo elektronus. Šie elektroni caur ārējo ķēdi nonāk sudraba katodā. Tādējādi sudraba katods tiek pakļauts reducēšanas reakcijai. Starp diviem elektrodiem tiek radīta potenciāla atšķirība, kas nodrošina elektronu plūsmu. Tālāk ir norādīta iepriekš minētās galvaniskās šūnas spontāna šūnu reakcija.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
Kāda ir atšķirība starp elektrolītisko elementu un galvanisko elementu?
• Elektrolītisko elementu darbībai ir nepieciešams ārējs elektriskās enerģijas avots, bet galvaniskie elementi darbojas spontāni un izdala elektrisko strāvu.
• Elektrolītiskajā šūnā strāvas virziens ir pretējs galvanisko elementu virzienam.
• Reakcijas elektrodos ir apgrieztas abu veidu šūnās. Tas ir, elektrolītiskajā šūnā sudraba elektrods ir anods, bet vara elektrods ir katods. Tomēr galvaniskajās šūnās vara elektrods ir anods, bet sudraba elektrods ir katods.
• Elektroķīmiskajā šūnā katods ir pozitīvs, bet anods ir negatīvs. Elektrolītiskajā šūnā katods ir negatīvs, bet anods ir pozitīvs.
• Elektrolītisko elementu darbībai ir nepieciešams augstāks spriegums nekā galvaniskajiem elementiem.
