電気化学セルとは、化学反応から電気エネルギーを発生させるか、電気エネルギーの導入によって化学反応を促進することができる装置である。
ただし、すべての電気化学セルが電解セルというわけではない。
電流を発生させる電気化学セルはボルタ電池またはガルバニック電池と呼ばれ、電気分解によって化学反応を発生させるものは電解電池と呼ばれる。
したがって、電気化学セルとは、ガルバニックセルと電解セルの両方を含む、より広い用語である。
電気化学セルと電解セルの5つの主な違い
1.電気化学セルの定義
電気化学セルとは、化学反応から電気エネルギーを発生させるか、電気エネルギーを導入することで化学反応を促進させることができる装置である。
ガルバニック(ボルタニック)セルと電解セルの両方が含まれる。
2.ガルバニック(ボルタ)電池
自発的な酸化還元反応から電気エネルギーを発生させる。
ルイジ・ガルヴァーニとアレッサンドロ・ボルタにちなんで名付けられた。
ガルバニック電池は、酸化反応と還元反応を別々に行う2つの半電池から成る。
直列または並列に接続すると、ガルバニ電池は電池を形成する。
3.電解セル
これらの電池は、外部の電気エネルギーを利用して、そうしなければ自然には起こらない化学反応を強制的に起こさせるものである。
外部エネルギー源は、電解質溶液に浸されたセルの2つの電極(陽極と陰極)間に印加される電圧である。
電解槽の正味の反応は自然反応の逆で、ギブスの自由エネルギーは正となる。
4.主な違い
エネルギー生成と利用
ガルバニック電池は、自発的な化学反応から電気エネルギーを生成する。
電解槽は、電気エネルギーを使って非自発的な化学反応を促進する。
反応の自発性
ガルバニック電池の反応は自発的である(ギブスの自由エネルギーは負)。
電解槽の反応は非自発的である(ギブスの自由エネルギーは正)。
電極電荷
ガルバニ電池では、陽極はマイナス、陰極はプラスである。
電解槽では、陽極はプラス、陰極はマイナスである。
5.応用例
ガルバニック電池
一次電池(単回使用)、二次電池(充電式)を含む電池に使用される。
電解セル
金属精錬、メッキ、苛性ソーダなどの化学薬品製造のための電気分解プロセスで使用される。
例塩化ナトリウムを電気分解し、金属ナトリウムと塩素ガスを生成する。
まとめると、電気化学セルも電解セルも、電気エネルギーと化学反応の相互作用を伴うが、その目的は異なり、異なる原理で作動する。
電気化学セルには、ガルバニックセルと電解セルの両方を含む、より広範なデバイスが含まれ、それぞれに異なる機能と用途があります。
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