Une cellule électrochimique est un dispositif capable de générer de l'énergie électrique à partir de réactions chimiques ou de faciliter des réactions chimiques par l'introduction d'énergie électrique.
Cependant, toutes les cellules électrochimiques ne sont pas des cellules électrolytiques.
Les cellules électrochimiques qui génèrent un courant électrique sont appelées cellules voltaïques ou galvaniques, tandis que celles qui génèrent des réactions chimiques par électrolyse sont appelées cellules électrolytiques.
Par conséquent, une cellule électrochimique est un terme plus large qui englobe à la fois les cellules galvaniques et les cellules électrolytiques.
5 différences essentielles entre les cellules électrochimiques et les cellules électrolytiques
1. Définition de la cellule électrochimique
Une cellule électrochimique est un dispositif qui peut soit générer de l'énergie électrique à partir de réactions chimiques, soit faciliter des réactions chimiques en introduisant de l'énergie électrique.
Elle comprend à la fois les cellules galvaniques (voltaïques) et les cellules électrolytiques.
2. Cellules galvaniques (voltaïques)
Ces cellules génèrent de l'énergie électrique à partir de réactions d'oxydoréduction spontanées.
Elles doivent leur nom à Luigi Galvani et Alessandro Volta.
Les piles galvaniques sont constituées de deux demi-cellules dont les réactions d'oxydation et de réduction sont distinctes.
Lorsqu'elles sont connectées en série ou en parallèle, les cellules galvaniques forment une batterie.
3. Cellules électrolytiques
Ces cellules utilisent une énergie électrique externe pour forcer une réaction chimique qui, autrement, ne se produirait pas spontanément.
La source d'énergie externe est une tension appliquée entre les deux électrodes de la cellule (anode et cathode) immergées dans une solution électrolytique.
La réaction nette dans une cellule électrolytique est l'inverse d'une réaction spontanée, ce qui rend l'énergie libre de Gibbs positive.
4. Différences essentielles
Production d'énergie et utilisation
Les cellules galvaniques génèrent de l'énergie électrique à partir de réactions chimiques spontanées.
Les cellules électrolytiques utilisent l'énergie électrique pour entraîner des réactions chimiques non spontanées.
Spontanéité des réactions
Les réactions dans les cellules galvaniques sont spontanées (l'énergie libre de Gibbs est négative).
Les réactions dans les cellules électrolytiques ne sont pas spontanées (l'énergie libre de Gibbs est positive).
Charges des électrodes
Dans les cellules galvaniques, l'anode est négative et la cathode est positive.
Dans les cellules électrolytiques, l'anode est positive et la cathode est négative.
5. Applications
Cellules galvaniques
Utilisées dans les piles, y compris les piles primaires (à usage unique) et secondaires (rechargeables).
Cellules électrolytiques
Utilisées dans les processus d'électrolyse pour le raffinage des métaux, le placage et la production de produits chimiques comme la soude caustique.
Exemple : Électrolyse du chlorure de sodium pour former du sodium métal et du chlore gazeux.
En résumé, bien que les cellules électrochimiques et électrolytiques impliquent toutes deux l'interaction entre l'énergie électrique et les réactions chimiques, elles ont des objectifs différents et fonctionnent selon des principes différents.
Les cellules électrochimiques englobent une gamme plus large de dispositifs, y compris les cellules galvaniques et électrolytiques, chacune ayant des fonctionnalités et des applications distinctes.
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