A principal diferença entre as células galvânicas e as células electrolíticas reside nos seus processos de conversão de energia e na espontaneidade das suas reacções.
As células galvânicas convertem energia química em energia eléctrica através de reacções redox espontâneas.
As células electrolíticas convertem a energia eléctrica em energia química para conduzir reacções não espontâneas.
5 Pontos-chave explicados:
1. Processo de conversão de energia:
Células Galvânicas: Estas células produzem eletricidade através de reacções redox espontâneas.
A energia química armazenada nos reagentes é convertida em energia eléctrica, que pode ser aproveitada para várias aplicações.
Este é o princípio subjacente às pilhas.
Células electrolíticas: Estas células requerem uma fonte eléctrica externa para conduzir reacções não espontâneas.
A energia eléctrica é utilizada para forçar reacções químicas que não ocorreriam naturalmente, como a galvanoplastia ou a decomposição de compostos.
2. Espontaneidade das reacções:
Células Galvânicas: As reacções nas células galvânicas são espontâneas, ou seja, ocorrem naturalmente sem a necessidade de uma fonte de energia externa.
Isto resulta num potencial celular positivo, indicando que a reação é energeticamente favorável.
Células electrolíticas: As reacções nas células electrolíticas não são espontâneas e requerem uma fonte eléctrica externa para prosseguir.
O potencial da célula para estas reacções é negativo sem a fonte de energia externa, indicando que não são energeticamente favoráveis.
3. Aplicações:
Células Galvânicas: Normalmente utilizadas em pilhas, onde fornecem uma fonte contínua de energia eléctrica.
Exemplos incluem baterias alcalinas, baterias de iões de lítio e células de combustível.
Células electrolíticas: Utilizadas em processos como a eletrólise, a galvanoplastia e a purificação de metais.
Os exemplos incluem a decomposição da água em hidrogénio e oxigénio, a refinação do cobre e a produção de soda cáustica.
4. Configurações e reacções dos eléctrodos:
Células galvânicas: Numa célula galvânica, o ânodo é o local de oxidação e está carregado negativamente, enquanto o cátodo é o local de redução e está carregado positivamente.
Os dois eléctrodos são normalmente separados por uma ponte salina ou uma barreira porosa para evitar a mistura dos electrólitos e permitir o fluxo de iões.
Células electrolíticas: Numa célula electrolítica, o ânodo está carregado positivamente e o cátodo está carregado negativamente.
A tensão externa aplicada força os electrões a fluírem numa direção oposta à de uma célula galvânica, conduzindo a uma reação não espontânea.
5. Potencial celular:
Células Galvânicas: O potencial da célula é sempre positivo, indicando uma reação espontânea.
Esta diferença de potencial conduz o fluxo de electrões através do circuito externo.
Células electrolíticas: O potencial da célula é negativo sem uma fonte de tensão externa.
A tensão aplicada deve exceder este potencial negativo para forçar a reação a prosseguir.
Em resumo, as células galvânicas e as células electrolíticas são ambas células electroquímicas que envolvem reacções redox, mas funcionam de formas opostas.
As células galvânicas geram energia eléctrica a partir de reacções espontâneas, enquanto que as células electrolíticas utilizam energia eléctrica para impulsionar reacções não espontâneas.
Compreender estas diferenças é crucial para selecionar o tipo de célula adequado para aplicações específicas em ambientes laboratoriais e industriais.
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