Células electrolíticas y galvánicas
Las celdas electrolíticas y galvánicas son dos tipos de celdas electroquímicas. Tanto en las celdas electrolíticas como en las galvánicas tienen lugar reacciones de oxidación-reducción. En una celda, hay dos electrodos llamados ánodo y cátodo. La reacción de oxidación tiene lugar en el ánodo y la reacción de reducción en el cátodo. Los electrodos se sumergen en soluciones electrolíticas separadas. Normalmente, estas soluciones son soluciones iónicas relacionadas con el tipo de electrodo. Por ejemplo, los electrodos de cobre se sumergen en soluciones de sulfato de cobre y los electrodos de plata se sumergen en una solución de cloruro de plata. Estas soluciones son diferentes; por lo tanto, tienen que ser separados. La forma más común de separarlos es un puente salino.
¿Qué es una celda electrolítica?
Esta es una celda que utiliza una corriente eléctrica para romper compuestos químicos, es decir, para hacer una electrólisis. Entonces, las celdas electrolíticas necesitan una fuente externa de energía eléctrica para su funcionamiento. Por ejemplo, si tomamos el cobre y la plata como los dos electrodos de la celda, la plata se conecta al terminal positivo de una fuente de energía externa (una batería). El cobre está conectado al terminal negativo. Dado que el terminal negativo es rico en electrones, los electrones fluyen desde el terminal hasta el electrodo de cobre. Entonces el cobre se reduce. En el electrodo de plata, tiene lugar una reacción de oxidación y los electrones liberados se entregan al terminal positivo deficiente de electrones de la batería. A continuación se muestra la reacción general que tiene lugar en una celda electrolítica que tiene electrodos de cobre y plata.
2Ag(s) + Cu2+(aq)⇌ 2 Ag+(aq) + Cu(s)
¿Qué es una celda galvánica?
Las celdas galvánicas o voltaicas almacenan energía eléctrica. Las baterías están hechas de una serie de celdas galvánicas para producir un voltaje más alto. Las reacciones en los dos electrodos en las celdas galvánicas tienden a proceder espontáneamente. Cuando tienen lugar las reacciones, hay un flujo de electrones del ánodo al cátodo a través de un conductor externo. Por ejemplo, si los dos electrodos son de plata y cobre en una celda galvánica, el electrodo de plata es positivo con respecto al electrodo de cobre. El electrodo de cobre es el ánodo, y sufre una reacción de oxidación y libera electrones. Estos electrones van al cátodo de plata a través del circuito externo. Por lo tanto, el cátodo de plata sufre una reacción de reducción. Se genera una diferencia de potencial entre los dos electrodos que permite el flujo de electrones. A continuación se muestra la reacción celular espontánea de la celda galvánica anterior.
2 Ag+(aq)+ Cu(s)⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)
¿Cuál es la diferencia entre la celda electrolítica y la celda galvánica?
• Las celdas electrolíticas necesitan una fuente de energía eléctrica externa para funcionar, pero las celdas galvánicas funcionan espontáneamente y emiten corriente eléctrica.
• En una celda electrolítica, la dirección de la corriente es opuesta a la de las celdas galvánicas.
• Las reacciones en los electrodos se invierten en ambos tipos de celdas. Es decir, en una celda electrolítica, el electrodo de plata es el ánodo y el electrodo de cobre es el cátodo. Sin embargo, en las celdas galvánicas, el electrodo de cobre es el ánodo y el electrodo de plata es el cátodo.
• En una celda electroquímica, el cátodo es positivo y el ánodo es negativo. En una celda electrolítica, el cátodo es negativo y el ánodo es positivo.
• Para el funcionamiento de las celdas electrolíticas se requiere un voltaje superior al de las celdas galvánicas.
