ボルタ電池またはガルバニ電池と電解槽の違い

ボルタ電池またはガルバニ電池と電解セルは電気化学セルです。電気化学セルは、化学エネルギーと電気エネルギーの間で変換するデバイスです。電気化学セルに関連するいくつかのアプリケーションがあります。ボルタ電池やガルバニ電池、電解槽は私たちが毎日耳にする言葉ではありませんが、私たちが常に使用している言葉です。この記事では、それらを定義し、それらがどのように異なるかを説明します。

要約表

ボルタ電池またはガルバニ電池 電解セル
化学エネルギーを電気エネルギーに変換します 電気エネルギーを化学エネルギーに変換します
化学反応から電気を生成します 電気エネルギーから化学反応を誘発します
酸化還元反応は自発的です 酸化還元反応は、外部の電気エネルギー源から誘発されます
アノードは負極です アノードは正極です
陰極は正極です 陰極は負極です

 

説明

ボルタ電池は また、酸化還元反応と呼ばれる自発的な酸化還元反応から電気エネルギーを生成する電気化学デバイスです。酸化還元反応は、一方の反応物が電子を失い(酸化反応)、もう一方の反応物が電子を獲得する(還元反応)化学反応です。

ボルタ電池は通常、2つの異なる金属でできています。それぞれがそれぞれの金属のイオン溶液に別々に沈められ、塩橋によって互いに接続されています。金属は電極と呼ばれます。電極はアノードと呼ばれ、酸化プロセスが行われる場所です。この電極の試薬は電子を放出するため、反応中に負電荷が蓄積されます。

ボルタ電池では、アノードは負極とも呼ばれます。もう一方の電極はカソードと呼ばれ、還元反応が起こる場所です。この電極では、反応物は電子を消費し、正味の正電荷を残します。カソードは、ボルタ電池の正極と呼ばれます。このように各電極に電荷が蓄積するため、電極を導体に接続すると回路が完成し、回路に電流が流れ始めます。

ボルタ電池の名前は、イタリアの科学者アレッサンドロボルタに由来しています。Voltaは最初のバッテリーを開発しました。これは、塩水に浸したボール紙で分離された銅と亜鉛のディスクのスタックで構成されていました。厳密に言えば、バッテリーは、電気的に直列に接続された複数の個別のボルタ電池のグループとして定義されます。各銅-段ボール-亜鉛ユニットは単一のセルであり、ボルタ電池はバッテリーです。

アプリケーションには、カソードとして二酸化マンガン(MnO2)を使用し、アノードとして亜鉛(Zn)を使用する乾式アルカリ電池が含まれます。携帯電話は一般的にリチウムイオン電池を使用し、リチウムをアノードとして使用します。ボルタ電池のもう1つの例は、自動車用バッテリーとして最も一般的に使用されている鉛蓄電池です。これらは、アノードとして鉛(Pb)を使用し、カソードとして二酸化鉛(PbO2)を使用し、電解液として硫酸(H2SO4)を使用します。

ガルバニ電池は、 ボルタ電池のためのちょうど別の名前であり、交換可能に使用することができます。その名前は、別のイタリアの科学者、ルイージガルヴァーニに由来しています。彼は、互いに接続された2つの異なる金属が同時にカエルの脚の神経の異なる点に触れると、脚の筋肉が収縮する可能性があることを最初に発見しました。これにより、ボルタが前述のボルタスタックを調査および開発するための道が開かれました。

電解槽電気エネルギーの適用を通じて酸化還元反応を誘発するデバイスです。電解槽は通常、2つの電極と、電解質とも呼ばれる溶存イオンの水溶液で構成されます。電解槽では、電解液中のイオンが反対に帯電した電極に引き付けられると、電極間に印加された電圧が酸化還元反応を強制します。電解槽では、陰極は負の電荷を帯び、陽極は正の電荷を帯びます。これは、外部電源によって電子がシステムに押し込まれ、イオンが電子を獲得するときに還元反応が発生するためです。定義上、カソードは還元プロセスが行われる電極です。反対のことが、酸化反応が起こるもう一方の電極であるアノードにも当てはまります。

電解槽の典型的な用途は電気分解であり、その一例は水を酸素と水素に分離することです。電気分解プロセス中に、酸素の泡がアノードで形成され、水素がカソードで形成されます。別の実用的な用途は、電気めっきです。めっきされる金属は陰極に置かれ、めっきに使用される金属は陽極に置かれます。コーティング金属からの溶存イオンは、カソードのターゲット金属上に堆積します。二次電池は、放電中はボルタ電池として機能しますが、再充電中は電解セルとして機能します。

ボルタ電池またはガルバニ電池と電解槽

ボルタ電池またはガルバニ電池と電解槽の違いは何ですか?ボルタ電池またはガルバニ電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、化学反応から電気を生成します。一方、電解槽は電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、それによって電気エネルギーから化学反応を引き起こします。ボルタ電池またはガルバニ電池の酸化還元反応は自発的ですが、電解槽の酸化還元反応は外部の電気エネルギー源によって引き起こされます。ボルタ電池またはガルバニ電池では、アノードが負極で、カソードが正極です。一方、電解槽では、陽極が正極、陰極が負極です。

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