Ao discutir a diferença entre células electrolíticas e células galvânicas, é importante compreender que ambas são tipos de células electroquímicas, mas funcionam de formas opostas.
Resumo
As células electrolíticas utilizam uma fonte de energia externa para conduzir reacções químicas não espontâneas, frequentemente utilizadas em processos como a eletrólise e a galvanoplastia.
As células galvânicas geram energia eléctrica a partir de reacções químicas espontâneas, servindo de base para as pilhas.
As principais diferenças incluem a espontaneidade das reacções, a fonte de energia eléctrica e a disposição dos eléctrodos e electrólitos.
Ambos os tipos envolvem reacções redox e têm um ânodo e um cátodo onde ocorrem a oxidação e a redução, respetivamente.
Pontos-chave explicados:
1. Função e conversão de energia
Células electrolíticas:
- Utilizam uma fonte de energia externa para forçar reacções químicas não espontâneas.
- Aplicações comuns incluem eletrólise, galvanoplastia e refino de metais.
Células galvânicas:
- Geram energia eléctrica a partir de reacções químicas espontâneas.
- Servem de base para as pilhas.
2. Espontaneidade das reacções químicas
Células electrolíticas:
- As reações são não espontâneas, necessitando de energia elétrica externa.
- A energia livre de Gibbs é positiva.
Células Galvânicas:
- As reacções são espontâneas, produzindo energia eléctrica.
- A energia livre de Gibbs é negativa.
3. Disposição dos eléctrodos e cargas
Células electrolíticas:
- O ânodo é positivo e o cátodo é negativo.
- Ambos os eléctrodos estão normalmente imersos na mesma solução electrolítica.
Células Galvânicas:
- O ânodo é negativo e o cátodo é positivo.
- As soluções electrolíticas encontram-se em recipientes separados, ligados por uma ponte salina.
4. Componentes e processos comuns
- Ambos os tipos de células envolvem reacções redox.
- Ambos têm um ânodo (oxidação) e um cátodo (redução).
- Ambas utilizam uma solução electrolítica para conduzir eletricidade.
5. Exemplos práticos e aplicações
Células electrolíticas:
- Utilizadas na decomposição da água em hidrogénio e oxigénio.
- Empregadas na produção de soda cáustica e na refinação de metais.
Células galvânicas:
- Exemplos incluem as baterias de chumbo-ácido, que podem funcionar tanto como células galvânicas como electrolíticas, dependendo se estão a descarregar ou a carregar.
6. Equilíbrio e transição entre tipos
- Uma célula eletroquímica pode transitar entre uma célula galvânica e uma célula electrolítica.
- As pilhas de chumbo-ácido são um exemplo prático, funcionando como uma célula galvânica quando fornecem corrente e como uma célula electrolítica quando estão a ser carregadas.
Ao compreender estas diferenças e semelhanças fundamentais, um comprador de equipamento de laboratório pode tomar decisões informadas sobre que tipo de célula é adequado para aplicações específicas, quer seja para gerar energia eléctrica ou conduzir reacções químicas.
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