: 3 de febrero de 2022
Las células galvánicas o electrolíticas son uno de los componentes más importantes enormemente necesarios en la industria de semiconductores y más allá. Las celdas galvánicas se usan en baterías que nos ayudan a encender cada tamaño de electrodomésticos, mientras que las celdas electrolíticas se usan principalmente para galvanoplastia. El mecanismo y la salida de ambas celdas son diferentes.
Celdas galvánicas vs células electrolíticas
La principal diferencia entre las células galvánicas y las células electrolíticas son las células galvánicas responsables de convertir la energía química en energía eléctrica, mientras que las células electrolíticas son responsables de convertir la energía eléctrica en química energía. El posicionamiento de las cargas negativas y positivas en las celdas también es diferente.
Las células galvánicas también se conocen como células electroquímicas donde se produce una reacción espontánea para producir electricidad. Las células galvánicas consisten en dos medias celdas que se colocan en diferentes contenedores y están conectadas por un puente de sal o una partición porosa.
Las células electrolíticas pueden describirse como lo opuesto a las células galvánicas a medida que convierten la energía eléctrica en energía química. En las reacciones generales, la energía de Gibbs es positiva y, por lo tanto, las reacciones redox no espontáneas tienen lugar en una célula electrolítica.
Tabla de comparación entre células galvánicas y células electrolíticas
Parámetros de comparación Celdas galvánicas <TAG15. Las células electrolíticas también son células electroquímicas, pero utilizan energía eléctrica para facilitar las reacciones químicas. Conversión Las células galvánicas convierten la energía química en energía eléctrica. Las células electrolíticas convierten la energía eléctrica en energía química. Reacción En una célula galvánica, tiene lugar una reacción espontánea. En células electrolíticas, tienen lugar reacciones redox no espontáneas. Cargos La carga negativa está en el ánodo mientras la carga positiva está en el cátodo. La carga negativa está en el cátodo mientras la carga positiva está en el ánodo. Oxidación El proceso de oxidación tiene lugar en el ánodo. La oxidación tiene lugar en el cátodo. Colocación Las celdas de la mitad se colocan en diferentes contenedores y se conectan a través de un puente de sal. En una solución de electrolitos, los electrodos se colocan en el mismo recipiente. Aplicaciones Utilizado en baterías. Principalmente utilizado en galvanoplastia y también en purificación de cobre.
¿Qué son las células galvánicas?
En una célula galvánica, la reacción redox que causa la transferencia de electrones entre especies es espontánea. Y, esta cantidad de trabajo eléctrico es realizada por la energía de Gibbs para la reacción espontánea. Las dos medias celdas en una celda galvánica se mantienen por separado en dos contenedores y se conectan con un puente de sal. Los electrodos metálicos presentes en cada media celda se sumergen en una solución de electrolitos. Si los electrodos se sumergen en el mismo electrolito, no hay ningún requisito para el puente de sal.
Hay seis partes en una celda galvánica, a saber, ánodo, cátodo, puente de sal, medias celdas, un circuito externo y carga. En esta celda, el ánodo tiene un potencial negativo y el cátodo tiene un potencial positivo, ambos relacionados con la solución. Entonces, cuando el interruptor está activado, debido a la diferencia potencial, los electrones creados comienzan a fluir de un ánodo a otro.
El concepto de células galvánicas / electroquímicas se introdujo para estudiar las propiedades termodinámicas de las sales fusionadas. A continuación se muestra la reacción de la célula de Daniel, un tipo de célula galvánica.
En el cátodo: Cu 2 + + 2e – → Cu ( reducido )
En el ánodo: Zn → Zn2 + + 2e – oxidado ( )
Las células galvánicas son un ejemplo de cómo una reacción simple produce energía y esa energía puede utilizarse para producir electricidad. Estas celdas se usan principalmente en baterías.
¿Qué son las células electrolíticas?
Mientras que las células voltaicas ( galvánicas ) son impulsadas por reacciones químicas espontáneas, las células electrolíticas son impulsadas por reacciones redox no espontáneas. Convierte la energía eléctrica en energía química, justo lo contrario de las células galvánicas. En una célula electrolítica, la oxidación ocurre en el cátodo mientras que la reducción tiene lugar en el ánodo. Esto a veces crea confusión porque la oxidación tiene lugar en el ánodo. Entonces, es más fácil recordar que, en una celda electrolítica, el ánodo es positivo mientras que el cátodo es negativo.
La energía general de Gibbs es positiva ya que las reacciones no son espontáneas. Las células electrolíticas se pueden usar para la electrólisis de ciertos compuestos, como el agua. Si el agua se electroliza usando una célula electrolítica, tendrá lugar la formación de oxígeno gaseoso e hidrógeno. El mecanismo de una célula electrolítica puede entenderse bien utilizando el ejemplo de cloruro de sodio fundido ( NaCl ). Las reacciones celulares se dan a continuación.
En el cátodo: Na + + e – → Na x 2 ( reducido )
En el ánodo: 2Cl – → Cl2 + 2e – oxidado ( )
Reacción en celda: 2NaCl → 2Na + Cl2
Para llevar a cabo las reacciones anteriores, se sumergen dos electrodos en el NaCl fundido y cuando la electricidad pasa a través del circuito, el cátodo se carga negativamente. Entonces, los iones de sodio ( cargados positivamente ) se atraen hacia el cátodo y forman así el sodio metálico en reducción.
Diferencias principales entre células galvánicas y células electrolíticas
- Las células galvánicas son células electroquímicas que pueden producir electricidad, mientras que las células electrolíticas también son células electroquímicas, pero utilizan energía eléctrica para facilitar las reacciones químicas.
- Las células galvánicas convierten la energía química en energía eléctrica, mientras que las células electrolíticas convierten la energía eléctrica en energía química.
- En una célula galvánica, se produce una reacción espontánea mientras que, en las células electrolíticas, se producen reacciones redox no espontáneas.
- En una célula galvánica, la carga negativa está en el ánodo mientras que la carga positiva está en el cátodo mientras que, en una célula electrolítica, es lo contrario.
- El proceso de oxidación tiene lugar en el ánodo en una célula galvánica, pero en el caso de una célula electrolítica, tiene lugar en el cátodo.
- Las medias celdas se colocan en diferentes recipientes en una celda galvánica, mientras que en las celdas electrolíticas los electrodos están presentes en el mismo recipiente.
Síntesis
Los mecanismos de las células galvánicas y electrolíticas pueden entenderse realizando experimentos simples en el hogar o la escuela. Despeja el concepto del mecanismo dentro de una batería o cómo funciona el proceso de galvanoplastia. En ambas células, tiene lugar una reacción redox, pero una es espontánea y la otra no es espontánea. Las células electrolíticas no solo se usan para galvanoplastia, sino también en la industria para producir cobre, zinc y otros metales de alta pureza.
- https://avesis.marmara.edu.tr/yayin/17177586-0673-4859-9b7c-66eafdae92d7/prospective-teachers-conceptual-understanding-of-electrochemistry-galvanic-and-electrolytic-cells
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/(SICI)1098-2736(199704)34:4%3C377::AID-TEA7%3E3.0.CO;2-O
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