Die Frage scheint einen Tippfehler zu enthalten, denn es wird nach dem Unterschied zwischen "Elektrolysezelle und Elektrolysezelle" gefragt.Ausgehend vom Kontext und den angegebenen Referenzen ist es wahrscheinlich, dass der beabsichtigte Vergleich zwischen einer elektrolytischen Zelle und eine galvanische Zelle (auch bekannt als galvanische Zelle).Beides sind Arten von elektrochemischen Zellen, die jedoch entgegengesetzten Zwecken dienen.Elektrolytische Zellen verwenden externe elektrische Energie, um nicht spontane chemische Reaktionen anzutreiben, während galvanische Zellen elektrische Energie aus spontanen chemischen Reaktionen erzeugen.Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Zellen ausführlich erläutert.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Zweck und Energieumwandlung:
- Elektrolytische Zelle: Wandelt elektrische Energie in chemische Energie um.Sie erfordert eine externe Stromquelle, um eine nicht spontane chemische Reaktion auszulösen.Beispiele sind die Galvanisierung und das Aufladen von Batterien.
- Galvanische Zelle: Wandelt chemische Energie in elektrische Energie um.Sie erzeugt Strom durch eine spontane chemische Reaktion.Beispiele sind Batterien und Brennstoffzellen.
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Spontaneität der Reaktion:
- Elektrolytische Zelle: Es handelt sich um nicht-spontane Reaktionen, d. h. die Reaktion läuft nicht auf natürliche Weise ohne Energiezufuhr von außen ab.Die Änderung der freien Gibbs-Energie (ΔG) ist positiv.
- Galvanische Zelle: Es handelt sich um spontane Reaktionen, d. h. die Reaktion läuft auf natürliche Weise ab und setzt Energie frei.Die Gibbs'sche freie Energieänderung (ΔG) ist negativ.
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Elektrodenladungen:
- Elektrolytische Zelle: Die Anode ist positiv und die Kathode negativ geladen.An der Anode findet eine Oxidation und an der Kathode eine Reduktion statt.
- Galvanische Zelle: Die Anode ist negativ und die Kathode positiv geladen.An der Anode findet eine Oxidation statt, an der Kathode eine Reduktion.
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Energiequelle:
- Elektrolytische Zelle: Erfordert eine externe Stromquelle (z. B. eine Batterie oder ein Netzteil), um Elektronen zum Fließen zu bringen und die Reaktion anzutreiben.
- Galvanische Zelle: Benötigt keine externe Stromquelle; sie erzeugt ihre eigene elektrische Energie durch die chemische Reaktion.
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Anwendungen:
- Elektrolytische Zelle: Wird bei Prozessen wie der Elektrolyse (z. B. Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff), der Galvanisierung (z. B. Beschichtung von Metallen mit einer dünnen Schicht eines anderen Metalls) und dem Aufladen von wiederaufladbaren Batterien verwendet.
- Galvanische Zelle: Wird in Batterien (z. B. AA-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien) und Brennstoffzellen verwendet, um tragbare elektrische Energie bereitzustellen.
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Elektronenfluss:
- Elektrolytische Zelle: Die Elektronen werden gezwungen, von der externen Stromquelle zur Kathode zu fließen, wodurch die Reduktionsreaktion ausgelöst wird.
- Galvanische Zelle: Elektronen fließen spontan von der Anode zur Kathode durch einen äußeren Stromkreis und erzeugen dabei elektrischen Strom.
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Gleichgewicht und Stromfluss:
- Elektrolytische Zelle: Arbeitet unter Nicht-Gleichgewichtsbedingungen, wobei eine externe Spannung die Reaktion antreibt.
- Galvanische Zelle: Arbeitet unter Gleichgewichtsbedingungen, wenn kein Strom fließt, erzeugt aber Strom, wenn sie an einen externen Stromkreis angeschlossen ist.
Wenn man diese Hauptunterschiede versteht, kann man die verschiedenen Rollen und Anwendungen von elektrolytischen und galvanischen Zellen in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Kontexten besser einschätzen.
Zusammenfassende Tabelle:
| Aspekt | Elektrolytische Zelle | Galvanische Zelle |
|---|---|---|
| Zweck | Wandelt elektrische Energie in chemische Energie um | Wandelt chemische Energie in elektrische Energie um |
| Reaktion Spontaneität | Nicht-spontan (erfordert externe Energie) | Spontan (tritt natürlich auf) |
| Elektrodenladungen | Anode:Positiv, Kathode: Negativ | Anode:Negativ, Kathode: Positiv |
| Energiequelle | Benötigt eine externe Energiequelle | Erzeugt seine eigene elektrische Energie |
| Anwendungen | Galvanik, Aufladen von Batterien | Batterien, Brennstoffzellen |
| Elektronenfluss | Erzwungener Fluss von einer externen Quelle zur Kathode | Spontane Strömung von der Anode zur Kathode |
| Gleichgewicht | Arbeitet unter Nicht-Gleichgewichtsbedingungen | Arbeitet unter Gleichgewichtsbedingungen |
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