Elektrolüütilised vs galvaanilised rakud
Elektrolüütilised ja galvaanilised elemendid on kahte tüüpi elektrokeemilised elemendid. Nii elektrolüütilistes kui ka galvaanilistes rakkudes toimuvad oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonid. Lahtris on kaks elektroodi, mida nimetatakse anoodiks ja katoodiks. Oksüdatsioonireaktsioon toimub anoodil ja reduktsioonireaktsioon katoodil. Elektroodid sukeldatakse eraldi elektrolüüdilahustesse. Tavaliselt on need lahused ioonilised lahused, mis on seotud elektroodi tüübiga. Näiteks on vasest elektroodid sukeldatud vasksulfaadi lahustesse ja hõbedased elektroodid on hõbekloriidi lahusesse. Need lahendused on erinevad; seega tuleb need lahutada. Kõige tavalisem viis nende eraldamiseks on soolasild.
Mis on elektrolüütiline element?
See on element, mis kasutab elektrivoolu keemiliste ühendite purustamiseks või teisisõnu elektrolüüsi tegemiseks. Seega vajavad elektrolüütilised elemendid töötamiseks välist elektrienergiaallikat. Näiteks kui võtta elemendis kaheks elektroodiks vask ja hõbe, on hõbe ühendatud välise energiaallika (aku) positiivse klemmiga. Vask on ühendatud negatiivse klemmiga. Kuna negatiivne klemm on elektronirikas, voolavad elektronid terminalist vaseelektroodi. Nii et vask on vähenenud. Hõbedase elektroodi juures toimub oksüdatsioonireaktsioon ja vabanenud elektronid suunatakse patarei elektronipuudusesse positiivsesse klemmi. Järgneb üldine reaktsioon, mis toimub vasest ja hõbedast elektroodidega elektrolüütilises elemendis.
2Ag (s) + Cu 2+ (aq) Ag 2 Ag + (aq) + Cu (s)
Mis on galvaaniline rakk?
Galvaanilised või elektrilised elemendid salvestavad elektrienergiat. Kõrgema pinge saamiseks on patareid valmistatud galvaanielementide seeriast. Galvaaniliste rakkude kahe elektroodi reaktsioonid kipuvad kulgema spontaanselt. Reaktsioonide toimumisel toimub anoodist katoodini välise juhi kaudu elektronide voog. Näiteks kui kaks elektroodi on galvaanilises elemendis hõbedat ja vaske, on hõbedane elektrood vaseelektroodi suhtes positiivne. Vaskelektrood on anood ja see läbib oksüdatsioonireaktsiooni ning vabastab elektrone. Need elektronid lähevad hõbekatoodi välise vooluahela kaudu. Seega läbib hõbekatood redutseerimisreaktsiooni. Elektroonide voolu võimaldava kahe elektroodi vahel tekib potentsiaalne erinevus. Järgneb ülaltoodud galvaanilise raku spontaanne rakureaktsioon.
2 Ag + (aq) + Cu (s) ⇌ 2Ag (s) + Cu 2+ (aq)
Mis vahe on elektrolüütilisel elemendil ja galvaanilisel elemendil?
• Elektrolüütilised elemendid vajavad töötamiseks välist elektrienergiaallikat, kuid galvaanilised elemendid töötavad spontaanselt ja väljastavad elektrivoolu.
• Elektrolüütilises elemendis on voolu suund vastupidine galvaanielementide omale.
• Elektroodides olevad reaktsioonid on mõlemat tüüpi rakkudes vastupidised. See tähendab, et elektrolüütilises elemendis on hõbedane elektrood anood ja vaskelektrood on katood. Galvaanilistes rakkudes on vaskelektrood aga anood ja hõbedane elektrood on katood.
• Elektrokeemilises elemendis on katood positiivne ja anood negatiivne. Elektrolüütilises elemendis on katood negatiivne ja anood positiivne.
• Elektrolüütelementide tööks on vaja kõrgemat pinget kui galvaanielementidel.
