Kuidas galvaanilised või vulkaanilised elemendid töötavad

Oksüdeerimise-redutseerimise või redoksreaktsioonid toimuvad elektrokeemilistes rakkudes. Elektrokeemilisi rakke on kahte tüüpi. Spontaansed reaktsioonid toimuvad galvaanilistes (voltaatilistes) rakkudes; elektrolüütilistes elementides esinevad mittesponentsed reaktsioonid. Mõlemat tüüpi rakud sisaldavad elektroodid kus toimuvad oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonid. Oksüdeerumine toimub elektroodil, mida nimetatakse anood ja reduktsioon toimub elektroodil, mida nimetatakse katood.

Elektrolüütilise elemendi anood on positiivne (katood on negatiivne), kuna anood meelitab lahusest anioone. Galvaanilise elemendi anood on siiski negatiivselt laetud, kuna spontaanne oksüdatsioon anoodil on allikas raku elektronide või negatiivse laenguga. Galvaanilise elemendi katood on selle positiivne ots. Nii galvaanilistes kui ka elektrolüütilistes elementides toimub anoodi juures oksüdatsioon ja elektronid voolavad anoodilt katoodile.

Redoksreaktsioon galvaanilises ruumis on spontaanne reaktsioon. Sel põhjusel kasutatakse galvaanilisi elemente tavaliselt akudena. Galvaanilised rakureaktsioonid varustavad energiat, mida kasutatakse töö tegemiseks. Energia kasutatakse oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonide paigutamiseks eraldi mahutitesse, mis on ühendatud elektronidega voolamist võimaldava aparaadiga. Tavaline galvaaniline lahter on Danielli kärg.

instagram viewer

Redoksreaktsioon elektrolüütilistes elementides ei toimu spontaanselt. Elektrolüüsireaktsiooni esilekutsumiseks on vaja elektrienergiat. Allpool on toodud näide elektrolüütilise elemendi kohta, milles sulatatud NaCl elektrolüüsitakse vedela naatriumi ja kloori gaasi moodustamiseks. Naatriumioonid rändavad katoodi poole, kus nad redutseeritakse naatriummetalliks. Sarnaselt migreerivad kloriidioonid anoodile ja oksüdeeritakse, moodustades kloorigaasi. Seda tüüpi rakke kasutatakse naatriumi ja kloori tootmiseks. Kloori ümbritsevat gaasi võib koguda. Naatriummetall on vähem tihe kui sula sool ja see eemaldatakse, kuna see hõljub reaktsiooninõu ülaossa.

instagram story viewer