Una cella elettrochimica è un dispositivo in grado di generare energia elettrica da reazioni chimiche o di facilitare le reazioni chimiche attraverso l'introduzione di energia elettrica.
Tuttavia, non tutte le celle elettrochimiche sono celle elettrolitiche.
Le celle elettrochimiche che generano una corrente elettrica sono chiamate celle voltaiche o galvaniche, mentre quelle che generano reazioni chimiche tramite elettrolisi sono chiamate celle elettrolitiche.
Pertanto, una cella elettrochimica è un termine più ampio che include sia le celle galvaniche che quelle elettrolitiche.
5 differenze fondamentali tra le celle elettrochimiche e quelle elettrolitiche
1. Definizione di cella elettrochimica
Una cella elettrochimica è un dispositivo che può generare energia elettrica da reazioni chimiche o facilitare le reazioni chimiche introducendo energia elettrica.
Comprende sia le celle galvaniche (voltaiche) sia le celle elettrolitiche.
2. Celle galvaniche (Voltaiche)
Queste celle generano energia elettrica da reazioni redox spontanee.
Prendono il nome da Luigi Galvani e Alessandro Volta.
Le celle galvaniche sono costituite da due semicelle con reazioni di ossidazione e riduzione separate.
Collegate in serie o in parallelo, le celle galvaniche formano una batteria.
3. Celle elettrolitiche
Queste celle utilizzano l'energia elettrica esterna per forzare una reazione chimica che altrimenti non avverrebbe spontaneamente.
La fonte di energia esterna è una tensione applicata tra i due elettrodi della cella (anodo e catodo) immersi in una soluzione elettrolitica.
La reazione netta in una cella elettrolitica è l'inverso di una reazione spontanea, rendendo l'energia libera di Gibbs positiva.
4. Differenze chiave
Generazione di energia vs. utilizzo
Le celle galvaniche generano energia elettrica da reazioni chimiche spontanee.
Le celle elettrolitiche utilizzano l'energia elettrica per pilotare reazioni chimiche non spontanee.
Spontaneità delle reazioni
Le reazioni nelle celle galvaniche sono spontanee (l'energia libera di Gibbs è negativa).
Le reazioni nelle celle elettrolitiche sono non spontanee (l'energia libera di Gibbs è positiva).
Cariche degli elettrodi
Nelle celle galvaniche, l'anodo è negativo e il catodo è positivo.
Nelle celle elettrolitiche, l'anodo è positivo e il catodo è negativo.
5. Applicazioni
Celle galvaniche
Utilizzate nelle batterie, comprese quelle primarie (monouso) e secondarie (ricaricabili).
Celle elettrolitiche
Utilizzate nei processi di elettrolisi per la raffinazione dei metalli, la placcatura e la produzione di sostanze chimiche come la soda caustica.
Esempio: Elettrolisi del cloruro di sodio per formare sodio metallico e cloro gassoso.
In sintesi, le celle elettrochimiche e quelle elettrolitiche, pur comportando l'interazione tra energia elettrica e reazioni chimiche, hanno scopi diversi e funzionano secondo principi diversi.
Le celle elettrochimiche comprendono una gamma più ampia di dispositivi, tra cui le celle galvaniche e quelle elettrolitiche, ciascuna con funzionalità e applicazioni distinte.
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