Kā darbojas galvaniskās vai voltaiskās šūnas

Elektroķīmiskajās šūnās notiek oksidācijas-reducēšanās vai redoksreakcijas. Ir divu veidu elektroķīmiskās šūnas. Spontānas reakcijas notiek galvaniskajās (voltaic) šūnās; elektrolītiskajās šūnās notiek nespontānas reakcijas. Abu veidu šūnas satur elektrodi kur notiek oksidācijas un reducēšanās reakcijas. Oksidācija notiek elektrodā, ko sauc par anoda un reducēšanās notiek pie elektrodu, ko sauc par katods.

Elektrolītiskās šūnas anods ir pozitīvs (katods ir negatīvs), jo anods piesaista anjonus no šķīduma. Tomēr galvaniskās šūnas anodam ir negatīva uzlāde, jo spontānā oksidācija pie anoda ir avots no šūnas elektroniem vai negatīvā lādiņa. Galvaniskās šūnas katods ir tās pozitīvais spailis. Gan galvaniskajās, gan elektrolītiskajās šūnās pie anoda notiek oksidācija, un elektroni plūst no anoda uz katodu.

Redoksreakcija galvaniskajā šūnā ir spontāna reakcija. Šī iemesla dēļ galvaniskos elementus parasti izmanto kā baterijas. Galvanisko šūnu reakcijas piegādā enerģiju, kas tiek izmantota darba veikšanai. Enerģija tiek izmantota, oksidācijas un reducēšanās reakcijas izvietojot atsevišķos traukos, kas savienoti ar aparātu, kas ļauj elektroniem plūst. Parasta galvaniskā šūna ir Daniell šūna.

instagram viewer

Redoksreakcija elektrolītiskajā šūnā nav spontāna. Elektrolīzes reakcijas ierosināšanai ir nepieciešama elektriskā enerģija. Tālāk parādīts elektrolītiskās šūnas piemērs, kurā izkausēts NaCl tiek elektrolizēts, veidojot šķidru nātrija un hlora gāzi. Nātrija joni migrē uz katodu, kur tos reducē līdz nātrija metālam. Līdzīgi hlorīda joni migrē uz anodu un tiek oksidēti, veidojot hlora gāzi. Šāda veida šūnas tiek izmantotas nātrija un hlora ražošanai. Hlora gāzi var savākt ap kameru. Nātrija metāls ir mazāk blīvs nekā izkausētais sāls un tiek noņemts, jo tas peld līdz reakcijas trauka augšdaļai.

instagram story viewer