Quais são as diferenças entre células galvânicas e electrolíticas?Ideias-chave para a conversão de energia

As células galvânicas e as células electrolíticas são dois tipos fundamentais de células electroquímicas, mas diferem significativamente no seu funcionamento, finalidade e processos de conversão de energia. As células galvânicas convertem energia química em energia eléctrica através de reacções redox espontâneas, o que as torna uma fonte de eletricidade. Em contraste, as células electrolíticas utilizam energia eléctrica de uma fonte externa para impulsionar reacções químicas não espontâneas, permitindo processos como a galvanoplastia ou a purificação de metais. As principais diferenças residem na direção de conversão de energia, na espontaneidade das reacções, nas cargas dos eléctrodos e nas aplicações.

Pontos-chave explicados:

1. Direção da conversão de energia:

   • Célula Galvânica: Converte energia química em energia eléctrica. A reação redox dentro da célula é espontânea, o que significa que ocorre naturalmente sem intervenção externa.
   • Célula electrolítica: Converte energia eléctrica em energia química. Requer uma fonte de energia externa para conduzir uma reação não espontânea.

2. Espontaneidade das reacções:

   • Célula Galvânica: A reação química é espontânea, com uma energia livre de Gibbs negativa (ΔG < 0). Isto significa que a reação liberta energia, que é aproveitada como eletricidade.
   • Célula electrolítica: A reação é não espontânea, com uma energia livre de Gibbs positiva (ΔG > 0). É necessária energia eléctrica externa para forçar a ocorrência da reação.

3. Cargas de eléctrodos:

   • Célula Galvânica: O ânodo está carregado negativamente e o cátodo está carregado positivamente. Os electrões fluem do ânodo para o cátodo através de um circuito externo.
   • Célula electrolítica: O ânodo está carregado positivamente e o cátodo está carregado negativamente. Os electrões são forçados a mover-se na direção oposta devido à tensão externa aplicada.

4. Aplicações:

   • Célula Galvânica: Normalmente utilizada em baterias, que fornecem energia eléctrica portátil para dispositivos como lanternas, controlos remotos e smartphones.
   • Célula electrolítica: Utilizada em processos como a galvanoplastia (revestimento de objectos com uma fina camada de metal), purificação de metais (por exemplo, refinação de alumínio) e recarga de baterias.

5. Recarregabilidade:

   • Célula galvânica: Alguns tipos, como as pilhas recarregáveis, podem ser recarregadas invertendo a reação com uma fonte de energia externa, convertendo-as temporariamente em células electrolíticas.
   • Célula electrolítica: Normalmente não são recarregáveis, uma vez que são concebidas para consumir energia eléctrica para conduzir reacções químicas.

6. Equilíbrio e fluxo de corrente:

   • Célula Galvânica: Gera uma corrente eléctrica contínua desde que os reagentes estejam disponíveis e o circuito esteja fechado.
   • Célula electrolítica: Requer uma tensão externa contínua para manter a corrente e conduzir a reação não espontânea.

Ao compreender estas diferenças fundamentais, os compradores de equipamento e consumíveis podem tomar decisões informadas sobre o tipo de célula mais adequado às suas necessidades específicas, quer se trate de produção de energia, armazenamento ou processos industriais.

Tabela de resumo:

Caraterísticas	Célula galvânica	Célula electrolítica
Conversão de energia	Química → Eléctrica	Eléctrica → Química
Espontaneidade	Espontânea (ΔG < 0)	Não espontânea (ΔG > 0)
Cargas dos eléctrodos	Ânodo: Negativa, cátodo: Positiva	Ânodo: Positiva, cátodo: Negativa
Aplicações	Pilhas, aparelhos portáteis	Eletrodeposição, purificação de metais
Recarregabilidade	Recarregável (por exemplo, pilhas)	Normalmente não recarregável
Fluxo de corrente	Contínuo, enquanto existirem reagentes	Requer tensão externa para se manter

Precisa de ajuda para escolher a célula eletroquímica certa para as suas necessidades? Contacte os nossos especialistas hoje mesmo !