Wissenschaft

Wie galvanische oder voltaische Zellen funktionieren

01 von 02

Galvanische oder voltaische Zellen

Diagramm einer elektrochemischen Zelle mit einer Salzbrücke. Cmx, Lizenz für kostenlose Dokumentation

Oxidations-Reduktions- oder Redoxreaktionen finden in elektrochemischen Zellen statt. Es gibt zwei Arten von elektrochemischen Zellen. Spontane Reaktionen treten in galvanischen (voltaischen) Zellen auf; In Elektrolysezellen treten nicht-spontane Reaktionen auf. Beide Zelltypen enthalten  Elektroden, an  denen Oxidations- und Reduktionsreaktionen auftreten. Die Oxidation erfolgt an der als Anode bezeichneten Elektrode   und die Reduktion an der als Kathode bezeichneten Elektrode  .

Elektroden & Ladung

Die Anode einer Elektrolysezelle ist positiv (Kathode ist negativ), da die Anode Anionen aus der Lösung anzieht. Die Anode einer galvanischen Zelle ist jedoch negativ geladen, da die spontane Oxidation an der Anode die  Quelle  der Elektronen oder der negativen Ladung der Zelle ist. Die Kathode einer galvanischen Zelle ist ihr positiver Anschluss. Sowohl in galvanischen als auch in elektrolytischen Zellen findet eine Oxidation an der Anode statt und Elektronen fließen von der Anode zur Kathode.

Galvanische oder voltaische Zellen

Die Redoxreaktion in einer galvanischen Zelle ist eine spontane Reaktion. Aus diesem Grund werden üblicherweise galvanische Zellen als Batterien verwendet. Galvanische Zellreaktionen liefern Energie, die zur Ausführung von Arbeiten verwendet wird. Die Energie wird genutzt, indem die Oxidations- und Reduktionsreaktionen in getrennten Behältern angeordnet werden, die durch eine Vorrichtung verbunden sind, die den Elektronenfluss ermöglicht. Eine übliche galvanische Zelle ist die Daniell-Zelle.

02 von 02

Elektrolysezellen

Elektrolysezelle. Todd Helmenstine

Die Redoxreaktion in einer Elektrolysezelle ist nicht spontan. Elektrische Energie wird benötigt, um die Elektrolysereaktion zu induzieren. Ein Beispiel einer Elektrolysezelle ist nachstehend gezeigt, in der geschmolzenes NaCl unter Bildung von flüssigem Natrium- und Chlorgas elektrolysiert wird. Die Natriumionen wandern zur Kathode, wo sie zu Natriummetall reduziert werden. In ähnlicher Weise wandern Chloridionen zur Anode und werden oxidiert, um Chlorgas zu bilden. Dieser Zelltyp wird zur Herstellung von Natrium und Chlor verwendet. Das Chlorgas kann rund um die Zelle gesammelt werden. Das Natriummetall ist weniger dicht als das geschmolzene Salz und wird entfernt, wenn es oben auf dem Reaktionsbehälter schwimmt.

Similar Posts

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.