ელექტროლიტური წინააღმდეგ გალვანური უჯრედები
ელექტროლიტური და გალვანური უჯრედები ელექტროქიმიური უჯრედების ორი ტიპია. როგორც ელექტროლიტურ, ისე გალვანურ უჯრედებში მიმდინარეობს ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები. უჯრედში არის ორი ელექტროდი, რომელსაც ეწოდება ანოდი და კათოდი. ჟანგვის რეაქცია ხდება ანოდზე, ხოლო შემცირების რეაქცია - კათოდზე. ელექტროდები ჩაეფლო ცალკეულ ელექტროლიტების ხსნარებში. ჩვეულებრივ, ეს ხსნარები არის იონური ხსნარები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტროდის ტიპთან. მაგალითად, სპილენძის ელექტროდები ჩაეფლო სპილენძის სულფატის ხსნარებში და ვერცხლის ელექტროდები ჩაეფლო ვერცხლის ქლორიდის ხსნარში.ეს გადაწყვეტილებები განსხვავებულია; ამიტომ, ისინი უნდა განცალკევდნენ. მათი განცალკევების ყველაზე გავრცელებული გზა არის მარილის ხიდი.
რა არის ელექტროლიტური უჯრედი?
ეს არის უჯრედი, რომელიც იყენებს ელექტრულ დენს ქიმიური ნაერთების დასაშლელად, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელექტროლიზის გასაკეთებლად. ასე რომ, ელექტროლიტურ უჯრედებს მუშაობისთვის სჭირდებათ ელექტრო ენერგიის გარე წყარო. მაგალითად, თუ ავიღებთ სპილენძს და ვერცხლს, როგორც ორ ელექტროდს უჯრედში, ვერცხლი უკავშირდება ენერგიის გარე წყაროს (ბატარეა) დადებით ტერმინალს. სპილენძი დაკავშირებულია უარყოფით ტერმინალთან. ვინაიდან უარყოფითი ტერმინალი ელექტრონებით მდიდარია, ელექტრონები მიედინება ტერმინალიდან სპილენძის ელექტროდში. ასე რომ, სპილენძი მცირდება. ვერცხლის ელექტროდზე ხდება ჟანგვის რეაქცია და გამოთავისუფლებული ელექტრონები გადაეცემა ბატარეის ელექტრონების დეფიციტის დადებით ტერმინალს. შემდეგი არის საერთო რეაქცია, რომელიც მიმდინარეობს ელექტროლიტურ უჯრედში, რომელსაც აქვს სპილენძის და ვერცხლის ელექტროდები.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
რა არის გალვანური უჯრედი?
გალვანური ან ვოლტაური უჯრედები ინახავს ელექტრო ენერგიას. ბატარეები მზადდება გალვანური უჯრედების სერიისგან, რათა გამოიმუშავონ უფრო მაღალი ძაბვა. გალვანურ უჯრედებში ორ ელექტროდზე რეაქციები სპონტანურად მიმდინარეობს. როდესაც რეაქციები მიმდინარეობს, ხდება ელექტრონების ნაკადი ანოდიდან კათოდში გარე გამტარის მეშვეობით. მაგალითად, თუ ორი ელექტროდი არის ვერცხლი და სპილენძი გალვანურ უჯრედში, ვერცხლის ელექტროდი დადებითია სპილენძის ელექტროდთან მიმართებაში. სპილენძის ელექტროდი არის ანოდი და ის განიცდის ჟანგვის რეაქციას და გამოყოფს ელექტრონებს. ეს ელექტრონები მიდიან ვერცხლის კათოდში გარე მიკროსქემის მეშვეობით. ამრიგად, ვერცხლის კათოდი განიცდის შემცირების რეაქციას. პოტენციური განსხვავება წარმოიქმნება ორ ელექტროდს შორის, რაც ელექტრონის ნაკადის საშუალებას იძლევა. ქვემოთ მოცემულია ზემოთ მოყვანილი გალვანური უჯრედის სპონტანური უჯრედის რეაქცია.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
რა განსხვავებაა ელექტროლიტურ უჯრედსა და გალვანურ უჯრედს შორის?
• ელექტროლიტურ უჯრედებს ფუნქციონირებისთვის ესაჭიროებათ გარე ელექტრული ენერგიის წყარო, მაგრამ გალვანური უჯრედები მოქმედებენ სპონტანურად და გამოყოფენ ელექტრულ დენს.
• ელექტროლიტურ ელემენტში დენის მიმართულება საპირისპიროა გალვანურ უჯრედებში.
• რეაქციები ელექტროდებში შებრუნებულია ორივე ტიპის უჯრედში. ანუ ელექტროლიტურ უჯრედში ვერცხლის ელექტროდი არის ანოდი, ხოლო სპილენძის ელექტროდი არის კათოდი. თუმცა, გალვანურ უჯრედებში სპილენძის ელექტროდი არის ანოდი, ხოლო ვერცხლის ელექტროდი არის კათოდი.
• ელექტროქიმიურ უჯრედში კათოდი დადებითია, ანოდი კი უარყოფითი. ელექტროლიტურ უჯრედში კათოდი უარყოფითია, ანოდი კი დადებითი.
• ელექტროლიტური უჯრედების მუშაობისთვის საჭიროა უფრო მაღალი ძაბვა, ვიდრე გალვანური უჯრედები.
