* voltaic細胞は、自発的な反応のために設計されています: ボルタ細胞は、自発的な酸化還元反応から放出されるエネルギーを活用して電流を生成します。反応は、自由エネルギーの放出を好む方向に進みます。
* 電解細胞は、非分類反応用です: 非分類酸化還元反応を強制するには、電解細胞が必要です。このタイプのセルは、外部の電源(バッテリーなど)を使用して、反応を非同一方向に駆動するために必要なエネルギーを提供します。
ここで、voltaicセルの酸化還元反応を逆転させる効果を達成する方法はありますか:
1。条件を変更します: voltaicセルの条件を操作して、反応の平衡をシフトできます。たとえば、できます:
* 製品の濃度を増やす: これは逆の反応を支持します。
* 反応物の濃度を減らします: これはまた、逆の反応を支持します。
* 温度を変更: 反応の方向は、反応のエンタルピー変化に応じて、温度変化の影響を受ける可能性があります。
2。電解セルを使用してください: 反応を強制する最も直接的な方法は、逆方向に発生することです。電解細胞を使用することです。
* voltaicセルを逆に接続します: これは、外部電源の正の端子をvoltaicセルの負の端子に接続し、その逆を意味します。
* 十分なエネルギーを提供する: 外部電源は、電子細胞の電位差を克服し、反応を逆方向に駆動するのに十分なエネルギーを提供する必要があります。
例:
それぞれのイオンの溶液中の亜鉛電極と銅電極を使用した単純なvoltaicセルを検討してください。
* 自発反応: Zn(s) +cu²⁺(aq)→zn²⁺(aq) + cu(s)
* voltaicセル: 亜鉛電極はアノード(酸化)であり、銅電極はカソード(還元)です。
この反応を「逆」する:
* 条件の変更: Zn²⁺の濃度を増加させるか、Cu²⁺の濃度を減らすことができます。これにより、平衡は逆反応にわずかにシフトしますが、大きな違いを生むには濃度の大きな変化が必要になる可能性があります。
* 電解セル:を使用します 電圧セルを逆に接続し、セルの電位差より大きい電圧を適用します。これにより、逆の反応が発生します。
*Zn²⁺(aq) + cu(s)→zn(s) +cu²⁺(aq)
覚えておいてください: voltaic細胞の酸化還元反応を「逆転」するという概念は、やや単純化されています。実際には、同じセル内の元の反応を逆転させているわけではありません。代わりに、セルのコンポーネントを使用して、外部エネルギーを適用することにより、異なる非種子反応を促進しています。