Ana Fark - Elektrokimyasal Hücre vs Elektrolitik Hücre

Elektrokimya, kimyasal işlemlerin gerçekleştiği sistemlerde elektronların hareketinin incelenmesini içerir. Burada, bir elektrik akımı üretmek için kimyasal reaksiyonlar kullanılabilir veya ani olmayan bir kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesini kolaylaştırmak için bir elektrik akımı kullanılabilir. Her iki şekilde de elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşmesi veya bunun tam tersi olacaktır. Bu dönüşümlerin gerçekleştiği sistemler, hücreler veya daha kesin olarak elektrokimyasal hücreler olarak bilinir. Voltaik hücreler ve elektrolitik hücreler olarak bilinen iki tip elektrokimyasal hücre vardır. Elektrokimyasal hücre ile elektrolitik hücre arasındaki temel fark şudur: elektrokimyasal hücre, çalışması için herhangi bir harici akıma ihtiyaç duymaz buna karşılık elektrolitik hücrelerin çalışması için harici akıma ihtiyacı vardır.

Kapsanan Kilit Alanlar

1. Elektrokimyasal Hücre Nedir? - Tanım, Özellikler, Nasıl Çalışır 2. Elektrolitik Hücre Nedir? - Tanım, Özellikler, Nasıl Çalışır 3. Elektrokimyasal Hücre ve Elektrolitik Hücre Arasındaki Fark Nedir? – Temel Farklılıkların Karşılaştırılması

Anahtar Terimler: Anot, Katot, Elektrokimyasal Hücre, Elektroliz, Elektrolitik Hücre, Galvanik Hücre, Yükseltgenme, İndirgeme, Voltaik Hücre

Elektrokimyasal Hücre Nedir?

Bir elektrokimyasal hücre, kendiliğinden kimyasal reaksiyonlar yoluyla elektrik enerjisi üretebilen bir sistemdir. Bu sürece dahil olan kimyasal reaksiyonlara redoks reaksiyonları denir. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektron transferi yoluyla gerçekleşir. Bir redoks reaksiyonu iki yarı reaksiyon içerir: oksidasyon reaksiyonu ve indirgeme reaksiyonu. Oksidasyon reaksiyonu her zaman sisteme elektronları serbest bırakırken, indirgeme reaksiyonu sistemden elektronları alır. Bu nedenle, iki yarı reaksiyon aynı anda meydana gelir.

Elektrokimyasal hücreler, voltaik (galvanik) hücreler ve elektrolitik hücreler olmak üzere iki tipte bulunur. Bir elektrokimyasal hücre iki yarım hücreden oluşur. Yarı reaksiyonlar iki yarım hücrede meydana gelir. Bu hücrede meydana gelen kimyasal reaksiyonlar, iki yarım hücre arasında potansiyel bir fark oluşmasına neden olur.

Bir yarım hücre, bir elektrot ve bir elektrolitten oluşmalıdır. Bu nedenle, tam bir elektrokimyasal hücre iki elektrot ve iki elektrolitten oluşur; bazen iki yarım hücre aynı elektroliti kullanabilir. Kullanılan iki farklı elektrolit varsa elektrolitler arasındaki teması sağlamak için bir tuz köprüsü kullanılmalıdır. Tuz köprüsünden iyonları aktarmak için bir geçiş yapılarak yapılır. Elektronlar bir yarım hücreden diğerine harici bir devre aracılığıyla akar. İki elektrot anot ve katot olarak adlandırılır.

Oksidasyon ve indirgeme reaksiyonları iki elektrotta ayrı ayrı meydana gelir. Oksidasyon reaksiyonu anotta meydana gelirken, indirgeme reaksiyonu katotta meydana gelir. Bu nedenle, anotta elektronlar üretilir ve dış devre yoluyla anottan katoda hareket ederler. Tuz köprüsü, elektrik yüklerini dengelemek için iyonları içinden aktararak sistemin nötr (elektriksel olarak) korunmasına yardımcı olur.

Aşağıdaki elektrokimyasal hücreyi ele alalım.

Şekil 1: Elektrokimyasal Hücre

Burada anot, Zn (Çinko) elektrotudur ve katot, Cu (Bakır) elektrottur. Oksidasyon reaksiyonu Zn elektrotunda meydana gelir. Orada metalik Zn, Zn'ye oksitlenir.⁺² iyonlar. Serbest kalan elektronlar harici telden geçirilir. Üretilen Zn⁺² iyonlar çözeltiye salınır. Bu nedenle Zn elektrot zamanla çözülecektir. İndirgeme reaksiyonu katodun yakınında meydana gelir. Katot bir Cu elektrottur. Orada dış devreden gelen elektronlar Cu tarafından alınır.²⁺ Çözeltideki iyonlar Cu metaline indirgenir. Bu nedenle Cu elektrotun kütlesi zamanla artacaktır. Dış telden elektron akışı, redoks reaksiyonundan üretilen elektrik akımı olarak ölçülebilir. Bu, bir elektrokimyasal hücrenin tipik yapısıdır.

Reaksiyonlar

çinko_(s) → Zn⁺²_(sulu) + 2e

Cu⁺²_(sulu) + 2e → Bakır_(s)

Elektrolitik Hücre Nedir?

Bir elektrolitik hücre, kimyasal bir reaksiyonun gerçekleşmesine neden olmak için elektrik enerjisinin kullanılabileceği bir tür elektrokimyasal hücredir. Başka bir deyişle, elektrik enerjisi dış kaynaktan sağlanmalıdır. Daha sonra spontan olmayan bir reaksiyon başlatılabilir. Elektrolitik hücreler en yaygın olarak bileşiklerin elektrolizi için kullanılır.

Bir elektrolitik hücre ayrıca elektrot olarak katı metallerden oluşur. Harici bir devreye bağlı iki elektrot vardır. Bir elektrot anot görevi görürken diğeri katot görevi görür. Anotta oksidasyon reaksiyonu ve katotta indirgeme reaksiyonu meydana gelir.

Harici elektrik enerjisi kaynağı (iki elektrota bağlı pilden) katottan bir elektron akışı sağlar. Bu elektronlar daha sonra elektrolitik çözeltiye girer. Daha sonra çözeltideki katyonlar katot etrafında toplanır ve katottan gelen elektronları elde eder. Bu nedenle, bu katyonlar katotta indirgenir. Katottaki elektronlar çözeltideki anyonları iter. Bu anyonlar anoda doğru göç ederler. Orada, bu anyonlar elektronları serbest bırakır ve oksitlenir. Bu nedenle, anot pozitif bir yüke sahiptir ve katot negatif bir yüke sahiptir.

Aşağıdaki örneği ele alalım.

Şekil 2: Bakır Klorür Çözeltisinin Elektrolizi

Yukarıdaki elektrolitik hücrede pil, katoda ve Cu'ya elektronlar sağlar.⁺² iyonlar katottan elektronları almak için katot etrafında toplanır. Daha sonra Cu⁺² iyonlar Cu metaline indirgenir ve katotta biriktirilir. sonra Cl^– iyonlar anoda doğru hareket eder ve sahip oldukları fazla elektronu serbest bırakır. Orada, Cl'nin oksidasyonu^– Cl oluşturan oluşur_2(g).

Reaksiyonlar

2Cl^–_(sulu) → Cl_2(g) + 2e

Cu⁺²_(sulu) + 2e → Bakır_(s)

Elektrokimyasal Hücre ve Elektrolitik Hücre Arasındaki Fark

Tanım

Elektrokimyasal Hücre: Bir elektrokimyasal hücre, kendiliğinden kimyasal reaksiyonlar yoluyla elektrik enerjisi üretebilen bir sistemdir.

Elektrolitik Hücre: Bir elektrolitik hücre, kimyasal bir reaksiyon oluşturmak için elektrik enerjisinin kullanılabileceği bir tür elektrokimyasal hücredir.

Enerji dönüşümü

Elektrokimyasal Hücre: Elektrokimyasal hücrede kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.

Elektrolitik Hücre: Elektrolitik hücrede elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür.

Dış Akım

Elektrokimyasal Hücre: Elektrokimyasal hücreler harici elektrik enerjisi kaynaklarına ihtiyaç duymazlar.

Elektrolitik Hücre: Elektrolitik hücreler harici elektrik enerjisi kaynaklarına ihtiyaç duyar.

Kimyasal Reaksiyonlar

Elektrokimyasal Hücre: Elektrokimyasal hücrelerde kendiliğinden kimyasal reaksiyonlar meydana gelir.

Elektrolitik Hücre: Elektrolitik hücrelerde, kendiliğinden olmayan kimyasal reaksiyonlar meydana gelir.

elektrotlar

Elektrokimyasal Hücre: Bir elektrokimyasal hücrede anot negatif, katot pozitiftir.

Elektrolitik Hücre: Bir elektrolitik hücrede anot pozitif, katot negatiftir.

elektron hareketi

Elektrokimyasal Hücre: Elektrokimyasal hücrelerde elektronlar anottan katoda geçirilir.

Elektrolitik Hücre: Elektronlar pilden katoda geçirilir ve daha sonra elektronlar elektrolitik hücrelerde elektrolitik çözelti yoluyla anoda girer.

Çözüm

Bir elektrolitik hücre, bir tür elektrokimyasal hücredir. Bu nedenle elektrolitik hücre, tipik bir elektrokimyasal hücrenin sahip olduğu tüm bileşenlerden oluşur. Hem elektrokimyasal hücreler hem de elektrolitik hücreler, sistem boyunca elektronların dolaşımını içerir. Bununla birlikte, elektrokimyasal hücrelerde kendiliğinden kimyasal reaksiyonlar meydana gelirken, elektrolitik hücrelerde kendiliğinden olmayan kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Elektrokimyasal hücre ile elektrolitik hücre arasındaki fark budur.

Referanslar:

1. Elektrokimyasal hücre.” Vikipedi. Wikimedia Foundation, 24 Temmuz 2017. Web. Burada mevcut. 26 Temmuz 2017. 2. “Elektrolitik Hücreler.” Kimya LibreTexts. Libretexts, 21 Temmuz 2016. Web. Burada mevcut. 26 Temmuz 2017.

Görünüm inceliği:

1. Siyavula Education (CC BY 2.0) tarafından Flickr üzerinden “Elektrokimyasal hücre”