Kaip veikia galvaninės arba voltatinės ląstelės

Elektrocheminėse ląstelėse vyksta oksidacijos-redukcijos arba redokso reakcijos. Yra dviejų tipų elektrocheminės ląstelės. Spontaniškos reakcijos vyksta galvaninėse (voltatinėse) ląstelėse; neelektrinės reakcijos vyksta elektrolitinėse ląstelėse. Abiejų tipų ląstelėse yra elektrodai kur vyksta oksidacijos ir redukcijos reakcijos. Oksidacija vyksta elektrodo, vadinamo anodas ir redukcija vyksta prie elektrodo, vadinamo katodas.

Elektrolitinio elemento anodas yra teigiamas (katodas neigiamas), nes anodas traukia anijonus iš tirpalo. Tačiau galvaninio elemento anodas yra neigiamai įkrautas, nes savaiminė oksidacija prie anodo yra šaltinis ląstelės elektronų arba neigiamas krūvis. Galvaninio elemento katodas yra jo teigiamasis galas. Tiek galvaninėse, tiek elektrolitinėse ląstelėse oksidacija vyksta prie anodo ir elektronai teka iš anodo į katodą.

Redokso reakcija galvaniniame elemente yra savaiminė reakcija. Dėl šios priežasties galvaniniai elementai dažniausiai naudojami kaip akumuliatoriai. Galvaninės ląstelių reakcijos tiekia energiją, kuri naudojama darbui atlikti. Energija panaudojama oksidacijos ir redukcijos reakcijas sudedant į atskirus indus, sujungtus aparatu, leidžiančiu tekėti elektronams. Įprasta galvaninė ląstelė yra „Daniell“ celė.

instagram viewer

Redokso reakcija elektrolitiniame elemente nėra savaiminė. Elektrolizės reakcijai sukelti reikalinga elektros energija. Žemiau parodytas elektrolitinio elemento pavyzdys, kuriame išlydytas NaCl elektrolizuojamas, kad susidarytų skystos natrio ir chloro dujos. Natrio jonai migruoja katodo link, kur jie redukuojami į metalo natrį. Panašiai chloro jonai migruoja į anodą ir oksiduojami, kad susidarytų chloro dujos. Šio tipo ląstelės naudojamos natrio ir chloro gamybai. Chloro dujos gali būti surenkamos aplink kamerą. Natrio metalas yra mažiau tankus nei išlydyta druska ir pašalinamas, nes jis plaukia į reakcijos indo viršutinę dalį.