Células galvánicas y células electrolíticas
Hay dos tipos de celdas electroquímicas: celdas galvánicas: con procesos redox espontáneos que permiten el flujo continuo de electrones a través del conductor, por lo que la energía química se transforma en una eléctrica; y electrolítico, donde las reacciones redox están influenciadas por una fuente externa de corriente, donde la electricidad se convierte en energía química.
¿Qué es la celda galvánica?
Las células galvánicas son sistemas en los que la energía química se transforma en eléctrica y, como resultado, se genera corriente. En las celdas galvánicas, la corriente continua se genera como resultado del proceso redox (oxidación-reducción). El elemento galvánico consta de dos semiceldas. La media celda consiste en el electrolito y el electrodo sumergido en él. Entre estas medias celdas se debe proporcionar un contacto, conectando el electrolito con un puente salino o membrana semiconductora y conectando el electrodo con el conductor. La separación del proceso redox se explica por el comportamiento de los electrodos en relación con el electrolito. La opción más simple es que la semicelda está formada por un electrodo metálico sumergido en un electrolito que contiene iones correspondientes al electrodo. El comportamiento de los metales en el electrolito depende de la reactividad del metal, es decir, su tendencia a disolverse.
¿Qué es la célula electrolítica?
La corriente eléctrica a través de la celda electroquímica puede iniciarse de dos maneras. El primero es conectar los electrodos con un conductor a un circuito eléctrico cerrado. Al cerrar el circuito eléctrico es posible inducir espontáneamente reacciones de electrodos en ambas fases del metal / electrolito. Además, la energía de la corriente se libera a expensas de la energía de una reacción química espontánea. Una célula que funciona de esta manera se llama célula galvánica. Esto fue explicado anteriormente. Otra forma es cerrar el circuito eléctrico mediante la unión en serie de una fuente externa de corriente en oposición al voltaje de la celda, en donde el voltaje externo es mayor que la fuerza electromotriz de la celda. Conduce la corriente en dirección opuesta a la dirección de su flujo espontáneo a través de la celda. Debido a esto, las reacciones de los electrodos en la célula deben ser contrarias a la dirección de su flujo espontáneo. Los procesos forzados en una celda electroquímica bajo la influencia de una fuente externa de corriente eléctrica se llaman electrólisis, y la celda electroquímica en tal modo de operación se llama celda electrolítica.
Diferencia entre celdas galvánicas y electrolíticas
En las celdas galvánicas hay procesos redox espontáneos que permiten el flujo continuo de electrones a través del conductor, por lo que la energía química se convierte en eléctrica. En una celda electrolítica, las reacciones redox tienen lugar bajo la influencia de una fuente externa, donde la electricidad se convierte en energía química. Las reacciones redox son no espontáneas.
Las células galvánicas generan electricidad con la ayuda de reacciones químicas. En las células electrolíticas, una corriente eléctrica se utiliza para el desarrollo de una reacción química, utilizando una fuente externa en el camino.
Las células galvánicas consisten en dos electrodos diferentes sumergidos en soluciones de sus iones que están separados por una membrana semipermeable o un puente salino. Las celdas electrolíticas consisten en un contenedor electrolítico en el que dos electrodos están conectados a una fuente de CC. El electrolito puede ser una masa fundida o una solución acuosa de alguna sal, ácido o álcali.
En las celdas galvánicas, el ánodo es el negativo y el cátodo es el electrodo positivo. En las células electrolíticas, ocurre lo contrario.
En el caso de una celda galvánica, la reacción de oxidación tiene lugar en el ánodo (electrodo negativo) donde hay un excedente de carga negativa. En el cátodo, la reacción de reducción ocurre, induciendo una acumulación positiva de carga. En el caso de una celda electrolítica, se utiliza una fuente externa para desencadenar una reacción. En el electrodo negativo, los electrones son expulsados, por lo que la fase de reducción pasará en el electrodo negativo. En el electrodo positivo tiene lugar la fase de oxidación, y este es el ánodo.
Las celdas galvánicas se utilizan como una fuente de corriente eléctrica, y se conocen más comúnmente como baterías o acumuladores. Las celdas electrolíticas tienen diferentes usos prácticos, algunos de los cuales producen hidrógeno y gas oxígeno para aplicaciones comerciales e industriales, galvanoplastia, extracción de metales puros de aleaciones, etc.
Galvanic vs. Electrolytic Cell: Comparación en forma tabular
Resumen de Galvánica vs. Celda Electrolítica
- Una celda electroquímica está compuesta por dos medias celdas o electrodos cuyo contacto se realiza a través de un electrolito (conductor iónico). Las semicélulas, si están separadas, pueden unirse mediante un puente salino (solución concentrada de electrolitos en gel de agar-agar). La celda galvánica produce una corriente eléctrica basada en un cambio químico que ocurre espontáneamente en ella. La celda electrolítica hace exactamente lo contrario: la corriente produce un cambio químico.Para que la célula sea galvánica, debe producirse un cambio químico espontáneo en ella.
