En résumé, la principale différence entre les cellules galvaniques et électrolytiques réside dans la direction et la spontanéité du flux d'électrons.
Les cellules galvaniques fonctionnent sur la base de réactions chimiques spontanées, produisant de l'énergie électrique.
Les cellules électrolytiques nécessitent un apport externe d'énergie électrique pour entraîner des réactions non spontanées.
Dans les cellules galvaniques, les électrons circulent de l'anode vers la cathode.
Dans les cellules électrolytiques, il va de la cathode à l'anode.
Les deux types de cellules utilisent l'oxydation à l'anode et la réduction à la cathode, mais leurs applications et leurs sources d'énergie diffèrent considérablement.
5 points clés expliqués : Quelle est la différence entre la cellule galvanique et la cellule électrolytique ?
Spontanéité des réactions :
Cellules galvaniques: Ces cellules fonctionnent sur la base de réactions chimiques spontanées, où les électrons circulent spontanément de l'anode à la cathode, générant un courant électrique.
Ce flux spontané est alimenté par la différence de potentiel inhérente entre les deux électrodes.
Cellules électrolytiques: En revanche, les cellules électrolytiques nécessitent une source externe d'énergie électrique pour entraîner des réactions non spontanées.
L'apport d'énergie externe force les électrons à circuler dans la direction opposée à celle des cellules galvaniques, de la cathode vers l'anode.
Sens du flux d'électrons :
Cellules galvaniques: Les électrons circulent de l'anode vers la cathode à travers le circuit externe.
Ce flux résulte de la réaction d'oxydation à l'anode et de la réaction de réduction à la cathode.
Cellules électrolytiques: Le sens du flux d'électrons est inversé dans les cellules électrolytiques.
Les électrons sont forcés de circuler de la cathode vers l'anode, ce qui facilite les réactions d'oxydoréduction non spontanées.
Production et consommation d'énergie :
Cellules galvaniques: Ces cellules produisent de l'énergie électrique à partir des réactions chimiques qui se produisent en leur sein.
Elles sont utilisées dans des applications telles que les batteries et les piles à combustible, où les réactions spontanées génèrent un courant électrique utilisable.
Cellules électrolytiques: Les cellules électrolytiques consomment de l'énergie électrique pour entraîner des réactions chimiques.
Elles sont utilisées dans des processus tels que la galvanoplastie et la purification des métaux, où l'apport d'énergie électrique est nécessaire pour réaliser les transformations chimiques souhaitées.
Applications :
Cellules galvaniques: Couramment utilisées dans les batteries et les piles à combustible, les piles galvaniques sont conçues pour exploiter l'énergie des réactions chimiques spontanées.
Elles sont essentielles pour fournir des sources d'énergie portables et renouvelables.
Cellules électrolytiques: Ces cellules trouvent des applications dans des processus industriels tels que la galvanoplastie, qui consiste à déposer une fine couche de métal sur un autre matériau, et l'affinage électrolytique de métaux tels que le cuivre.
L'apport d'énergie électrique est crucial pour ces processus non spontanés.
Configuration des cellules :
Cellules galvaniques: Elles se composent généralement de deux demi-cellules séparées, reliées par un pont salin ou une barrière poreuse.
Chaque demi-cellule contient une électrode et un électrolyte, et le pont salin permet la migration des ions entre les deux compartiments sans mélanger les électrolytes.
Cellules électrolytiques: Elles sont souvent constituées d'un seul récipient avec deux électrodes immergées dans le même électrolyte.
La configuration est plus simple que celle des cellules galvaniques, car la source d'énergie électrique externe entraîne directement les réactions à l'intérieur de la cellule.
Potentiel cellulaire :
Cellules galvaniques: Le potentiel des cellules galvaniques est toujours positif, ce qui reflète la nature spontanée des réactions.
Ce potentiel positif est une mesure de l'énergie disponible par unité de charge provenant de la réaction d'oxydo-réduction.
Cellules électrolytiques: Le potentiel des cellules électrolytiques est généralement négatif, ce qui indique la nécessité d'une source d'énergie externe pour surmonter la nature non spontanée des réactions.
La tension appliquée doit dépasser le potentiel négatif pour déclencher et entretenir les réactions.
En comprenant ces différences clés, un acheteur d'équipement de laboratoire peut prendre des décisions éclairées quant au type de cellule approprié pour des applications spécifiques, qu'il s'agisse d'exploiter l'énergie de réactions spontanées ou de piloter des processus non spontanés à l'aide d'une énergie électrique externe.
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