תאים אלקטרוליטיים לעומת גלווניים
תאים אלקטרוליטיים וגלווניים הם שני סוגים של תאים אלקטרוכימיים. הן בתאים אלקטרוליטים והן בתאים גלווניים מתרחשות תגובות חמצון-הפחתה. בתא יש שתי אלקטרודות הנקראות אנודה וקתודה. תגובת החמצון מתרחשת על האנודה, ותגובת ההפחתה מתרחשת על הקתודה. אלקטרודות טבולות בתמיסות אלקטרוליטים נפרדות. בדרך כלל, פתרונות אלו הם פתרונות יוניים הקשורים לסוג האלקטרודה. לדוגמה, אלקטרודות נחושת טובלות בתמיסות נחושת סולפט ואלקטרודות כסף טובלות בתמיסת כסף כלוריד.פתרונות אלה שונים; לפיכך, יש להפריד ביניהם. הדרך הנפוצה ביותר להפריד ביניהם היא גשר מלח.
מהו תא אלקטרוליטי?
זהו תא שמשתמש בזרם חשמלי כדי לשבור תרכובות כימיות, או במילים אחרות, לבצע אלקטרוליזה. אז תאים אלקטרוליטים זקוקים למקור חיצוני של אנרגיה חשמלית לפעולה. לדוגמה, אם ניקח נחושת וכסף כשתי האלקטרודות בתא, כסף מחובר לסוף החיובי של מקור אנרגיה חיצוני (סוללה). נחושת מחוברת למסוף השלילי. מכיוון שהטרמינל השלילי עשיר באלקטרונים, אלקטרונים זורמים מהטרמינל אל אלקטרודת הנחושת. אז נחושת מופחתת. באלקטרודת הכסף מתרחשת תגובת חמצון, והאלקטרונים המשתחררים ניתנים למסוף החיובי חסר האלקטרונים של הסוללה. להלן התגובה הכוללת המתרחשת בתא אלקטרוליטי שיש לו אלקטרודות נחושת וכסף.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
מהו תא גלווני?
תאים גלווניים או וולטאיים אוגרים אנרגיה חשמלית. סוללות עשויות מסדרות של תאים גלווניים כדי לייצר מתח גבוה יותר. התגובות בשתי האלקטרודות בתאים גלווניים נוטות להתקדם באופן ספונטני. כאשר התגובות מתרחשות, יש זרימה של אלקטרונים מהאנודה לקתודה דרך מוליך חיצוני. לדוגמה, אם שתי האלקטרודות הן כסף ונחושת בתא גלווני, אלקטרודת הכסף חיובית ביחס לאלקטרודת הנחושת. אלקטרודת הנחושת היא האנודה, והיא עוברת תגובת חמצון ומשחררת אלקטרונים. אלקטרונים אלה עוברים לקתודה הכסף דרך המעגל החיצוני. לפיכך, קתודה כסף עוברת תגובת הפחתה. נוצר הפרש פוטנציאל בין שתי האלקטרודות המאפשרות את זרימת האלקטרונים. להלן תגובת התא הספונטנית של התא הגלווני לעיל.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
מה ההבדל בין תא אלקטרוליטי לתא גלווני?
• תאים אלקטרוליטיים זקוקים למקור אנרגיה חשמלי חיצוני לפעולה, אבל תאים גלווניים פועלים באופן ספונטני ומוציאים זרם חשמלי.
• בתא אלקטרוליטי, כיוון הזרם הפוך מזה בתאים הגלווניים.
• התגובות באלקטרודות הפוכות בשני סוגי התאים. כלומר בתא אלקטרוליטי אלקטרודת הכסף היא האנודה, ואלקטרודת הנחושת היא הקתודה. עם זאת, בתאים גלווניים, אלקטרודת הנחושת היא האנודה, ואלקטרודת הכסף היא הקתודה.
• בתא אלקטרוכימי, הקתודה חיובית, והאנודה שלילית. בתא אלקטרוליטי, הקתודה שלילית, והאנודה חיובית.
• להפעלת תאים אלקטרוליטיים, נדרש מתח גבוה יותר מהתאים הגלווניים.
