Kuinka galvaaniset tai voltaattiset solut toimivat

Hapetus-pelkistys- tai redox-reaktiot tapahtuvat sähkökemiallisissa soluissa. Sähkökemiallisia soluja on kahta tyyppiä. Spontaanit reaktiot tapahtuvat galvaanisissa (voltaattisissa) soluissa; ei-spontaaneja reaktioita tapahtuu elektrolyyttisissä kennoissa. Molemmat solutyypit sisältävät elektrodit missä tapahtuu hapetus- ja pelkistysreaktioita. Hapetus tapahtuu elektrodilla, jota kutsutaan anodi ja pelkistys tapahtuu elektrodilla, jota kutsutaan katodi.

Elektrolyyttisen kennon anodi on positiivinen (katodi on negatiivinen), koska anodi houkuttelee anioneja liuoksesta. Kuitenkin galvaanisen kennon anodi on negatiivisesti varautunut, koska spontaani hapettuminen anodilla on lähde solun elektroneista tai negatiivisesta varauksesta. Galvaanisen kennon katodi on sen positiivinen pää. Sekä galvaanisissa että elektrolyyttisissä kennoissa hapetus tapahtuu anodilla ja elektronit virtaavat anodista katodiin.

Redox-reaktio galvaanisessa kennossa on spontaani reaktio. Tästä syystä galvaanisia kennoja käytetään yleisesti paristoina. Galvaaniset solureaktiot toimittavat energiaa, jota käytetään työn suorittamiseen. Energia valjastetaan sijoittamalla hapetus- ja pelkistysreaktiot erillisiin säiliöihin, jotka on liitetty laitteella, joka sallii elektronien virrata. Tavallinen galvaaninen kenno on Daniell-kenno.

instagram viewer

Redox-reaktio elektrolyyttisessä kennossa ei ole spontaania. Sähköenergiaa tarvitaan elektrolyysireaktion indusoimiseksi. Jäljempänä esitetään esimerkki elektrolyyttisestä kennosta, jossa sula NaCl elektrolysoidaan nestemäisen natrium- ja kloorikaasun muodostamiseksi. Natriumionit siirtyvät katodia kohti, missä ne pelkistetään natriummetalliksi. Samoin kloridi-ionit kulkeutuvat anodille ja hapettuvat muodostaen kloorikaasua. Tämän tyyppisiä soluja käytetään natriumin ja kloorin tuottamiseen. Kloorikaasu voidaan kerätä kennon ympärille. Natriummetalli on vähemmän tiheää kuin sula suola ja se poistetaan, kun se kelluu reaktioastian yläosaan.