La question semble contenir une coquille, puisqu'elle demande la différence entre "cellule électrolytique et cellule électrolytique". D'après le contexte et les références fournies, il est probable que la comparaison voulue soit celle entre une cellule électrolytique et une cellule galvanique (également connue sous le nom de cellule voltaïque). Il s'agit dans les deux cas de types de cellules électrochimiques, mais elles ont des fonctions opposées. Les cellules électrolytiques utilisent l'énergie électrique externe pour entraîner des réactions chimiques non spontanées, tandis que les cellules galvaniques génèrent de l'énergie électrique à partir de réactions chimiques spontanées. Vous trouverez ci-dessous une explication détaillée des différences entre ces deux types de cellules.
Explication des points clés :
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Objectif et conversion de l'énergie :
- Cellule électrolytique : Elle convertit l'énergie électrique en énergie chimique. Elle nécessite une source d'énergie externe pour entraîner une réaction chimique non spontanée. Les exemples incluent la galvanoplastie et la recharge des batteries.
- Cellule galvanique : Convertit l'énergie chimique en énergie électrique. Elle génère de l'électricité par une réaction chimique spontanée. Les exemples incluent les batteries et les piles à combustible.
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Spontanéité de la réaction :
- Cellule électrolytique : Implique des réactions non spontanées, ce qui signifie que la réaction ne se produit pas naturellement sans apport d'énergie externe. Le changement d'énergie libre de Gibbs (ΔG) est positif.
- Cellule galvanique : Implique des réactions spontanées, c'est-à-dire que la réaction se produit naturellement et libère de l'énergie. Le changement d'énergie libre de Gibbs (ΔG) est négatif.
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Charges des électrodes :
- Cellule électrolytique : L'anode est chargée positivement et la cathode est chargée négativement. L'oxydation se produit à l'anode et la réduction se produit à la cathode.
- Cellule galvanique : L'anode est chargée négativement et la cathode est chargée positivement. L'oxydation se produit à l'anode et la réduction se produit à la cathode.
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Source d'énergie :
- Cellule électrolytique : Nécessite une source d'énergie externe (par exemple, une batterie ou une alimentation) pour forcer les électrons à circuler et entraîner la réaction.
- Cellule galvanique : Ne nécessite pas de source d'énergie externe ; elle génère sa propre énergie électrique à partir de la réaction chimique.
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Applications :
- Cellule électrolytique : Utilisée dans des processus tels que l'électrolyse (par exemple, la séparation de l'eau en hydrogène et en oxygène), la galvanoplastie (par exemple, le revêtement de métaux par une fine couche d'un autre métal) et la recharge de batteries rechargeables.
- Cellule galvanique : Utilisée dans les piles (par exemple, les piles AA, les piles lithium-ion) et les piles à combustible pour fournir de l'énergie électrique portable.
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Flux d'électrons :
- Cellule électrolytique : Les électrons sont forcés de circuler de la source d'énergie externe vers la cathode, entraînant la réaction de réduction.
- Cellule galvanique : Les électrons circulent spontanément de l'anode à la cathode à travers un circuit externe, générant un courant électrique.
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Équilibre et flux de courant :
- Cellule électrolytique : Fonctionne dans des conditions de non-équilibre, une tension externe entraînant la réaction.
- Cellule galvanique : Fonctionne dans des conditions d'équilibre lorsqu'aucun courant ne circule, mais génère un courant lorsqu'elle est connectée à un circuit externe.
En comprenant ces différences clés, on peut mieux apprécier les rôles et applications distincts des cellules électrolytiques et galvaniques dans divers contextes scientifiques et industriels.
Tableau récapitulatif :
| Aspect | Cellule électrolytique | Cellule galvanique |
|---|---|---|
| Objectif | Convertit l'énergie électrique en énergie chimique | Convertit l'énergie chimique en énergie électrique |
| Spontanéité de la réaction | Non spontanée (nécessite une énergie externe) | Spontanée (se produit naturellement) |
| Charges des électrodes | Anode : Positive, Cathode : Négative | Anode : Négative, Cathode : Positive |
| Source d'énergie | Nécessite une source d'énergie externe | Génère sa propre énergie électrique |
| Applications | Placage électrolytique, recharge de batteries | Batteries, piles à combustible |
| Flux d'électrons | Flux forcé d'une source externe vers la cathode | Flux spontané de l'anode vers la cathode |
| Équilibre | Fonctionne dans des conditions de non-équilibre | Fonctionne dans des conditions d'équilibre |
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