Elektrolytische vs Galvanische Zellen
Elektrolytische und galvanische Zellen sind zwei Arten von elektrochemischen Zellen. Sowohl in elektrolytischen als auch in galvanischen Zellen finden Oxidations-Reduktions-Reaktionen statt. In einer Zelle gibt es zwei Elektroden, die als Anode und Kathode bezeichnet werden. Die Oxidationsreaktion findet an der Anode statt und die Reduktionsreaktion findet an der Kathode statt. Die Elektroden werden in separate Elektrolytlösungen getaucht. Normalerweise sind diese Lösungen ionische Lösungen, die sich auf den Elektrodentyp beziehen. Beispielsweise werden Kupferelektroden in Kupfersulfatlösungen und Silberelektroden in Silberchloridlösung eingetaucht. Diese Lösungen sind unterschiedlich; daher müssen sie getrennt werden. Der häufigste Weg, sie zu trennen, ist eine Salzbrücke.
Was ist eine Elektrolysezelle?
Dies ist eine Zelle, die elektrischen Strom verwendet, um chemische Verbindungen aufzubrechen oder mit anderen Worten eine Elektrolyse durchzuführen. Elektrolysezellen benötigen daher für den Betrieb eine externe elektrische Energiequelle. Wenn wir beispielsweise Kupfer und Silber als die beiden Elektroden in der Zelle betrachten, wird Silber mit dem Pluspol einer externen Energiequelle (einer Batterie) verbunden. Kupfer ist an den Minuspol angeschlossen. Da der negative Anschluss elektronenreich ist, fließen Elektronen vom Anschluss zur Kupferelektrode. So wird Kupfer reduziert. An der Silberelektrode findet eine Oxidationsreaktion statt und die freigesetzten Elektronen werden an den elektronenarmen positiven Anschluss der Batterie abgegeben. Es folgt die Gesamtreaktion, die in einer Elektrolysezelle mit Kupfer- und Silberelektroden stattfindet.
2Ag (s) + Cu 2+ (aq) ≤ 2 Ag + (aq) + Cu (s)
Was ist eine galvanische Zelle?
Galvanische oder voltaische Zellen speichern elektrische Energie. Batterien werden aus einer Reihe von galvanischen Zellen hergestellt, um eine höhere Spannung zu erzeugen. Die Reaktionen an den beiden Elektroden in galvanischen Zellen verlaufen tendenziell spontan. Während der Reaktionen fließen Elektronen über einen externen Leiter von der Anode zur Kathode. Wenn beispielsweise die beiden Elektroden in einer galvanischen Zelle Silber und Kupfer sind, ist die Silberelektrode in Bezug auf die Kupferelektrode positiv. Die Kupferelektrode ist die Anode und unterliegt einer Oxidationsreaktion und setzt Elektronen frei. Diese Elektronen gelangen über den externen Stromkreis zur Silberkathode. Daher unterliegt die Silberkathode einer Reduktionsreaktion. Zwischen den beiden Elektroden wird eine Potentialdifferenz erzeugt, die den Elektronenfluss ermöglicht. Es folgt die spontane Zellreaktion der obigen galvanischen Zelle.
2 Ag + (aq) + Cu (s) ≤ 2Ag (s) + Cu 2+ (aq)
Was ist der Unterschied zwischen Elektrolysezelle und Galvanikzelle?
• Elektrolysezellen benötigen für den Betrieb eine externe elektrische Energiequelle, galvanische Zellen arbeiten jedoch spontan und geben elektrischen Strom ab.
• In einer Elektrolysezelle ist die Stromrichtung entgegengesetzt zu der in den galvanischen Zellen.
• Die Reaktionen in den Elektroden sind bei beiden Zelltypen umgekehrt. Das heißt, in einer Elektrolysezelle ist die Silberelektrode die Anode und die Kupferelektrode die Kathode. In galvanischen Zellen ist jedoch die Kupferelektrode die Anode und die Silberelektrode die Kathode.
• In einer elektrochemischen Zelle ist die Kathode positiv und die Anode negativ. In einer Elektrolysezelle ist die Kathode negativ und die Anode positiv.
• Für den Betrieb von Elektrolysezellen ist eine höhere Spannung erforderlich als für die galvanischen Zellen.
