电偶细胞和电解细胞
有两种类型的电化学电池:原电池 - 具有自发的氧化还原过程,允许电子连续流过导体,从而将化学能转化为电能;和电解,其中氧化还原反应受外部电流源的影响,其中电能以化学能转换。
什么是电池?
电偶电池是其中化学能转化为电能并且因此产生电流的系统。在原电池中,由于氧化还原(氧化还原)过程而产生直流电。原电池由两个半电池组成。半电池由电解质和浸入电极组成。在这些半电池之间必须提供接触,将电解质与盐桥或半导电膜连接并将电极与导体连接。氧化还原过程的分离通过电极相对于电解质的行为来解释。最简单的选择是半电池由浸入含有与电极相对应的离子的电解质中的金属电极形成。电解质中金属的行为取决于金属的反应性,即其溶解倾向。
什么是电解槽?
通过电化学电池的电流可以以两种方式启动。第一种是将带有导体的电极连接到闭合的电路中。通过闭合电路,可以在金属/电解质的两相上自发地引发电极反应。另外,电流的能量以自发化学反应的能量为代价释放。以这种方式工作的电池称为原电池。这在上面已经解释过。另一种方法是通过串联键合外部电流源而不是电池的电压来闭合电路,其中外部电压大于电池的电动势。它从与其自发流过电池的方向相反的方向驱动电流。因此,电极中电极的反应必须与其自发流动的方向相反。在外部电流源的影响下,电化学电池中的强制过程称为电解,在这种操作模式下的电化学电池称为电解池。
电偶和电解槽的区别
在原电池中,存在自发的氧化还原过程,其允许电子连续流过导体,由此化学能转化为电能。在电解槽中,氧化还原反应在外部源的影响下发生,其中电转换成化学能。氧化还原反应是非自发的。
电偶细胞借助化学反应发电。在电解槽中,电流用于发展化学反应,沿途使用外部源。
电偶电池由浸入其离子溶液中的两个不同电极组成,这些电极由半透膜或盐桥隔开。电解槽由电解容器组成,其中两个电极连接到DC源。电解质可以是熔盐或一些盐,酸或碱的水溶液。
在原电池中,阳极是负极,阴极是正极。在电解槽中,发生相反的情况。
在原电池的情况下,氧化反应发生在阳极(负电极)处,其中存在过量的负电荷。在阴极处,发生还原反应,引起电荷的积极累积。在电解槽的情况下,使用外部源来引发反应。在负电极处,电子被推出 - 因此还原阶段将发生在负电极上。在正极上发生氧化阶段 - 这是阳极。
电流电池用作电流源,并且通常被称为电池或蓄电池。电解电池具有不同的实际用途,其中一些用于商业和工业应用的氢气和氧气,电镀,从合金中提取纯金属等。
电偶与电解电池:表格形式的比较
电偶与电解电池的总结
- 电化学电池由两个半电池或电极组成,其通过电解质(离子导体)接触。如果分离,半细胞可以通过盐桥(琼脂 - 琼脂凝胶中的电解质浓缩溶液)连接。原电池基于其中自发发生的化学变化产生电流。电解槽完全相反:电流导致化学变化。为了使电池成为电化学,必须在其中发生自发的化学变化。