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Les cellules galvaniques, également appelées cellules voltaïques, sont des cellules électrochimiques dans lesquelles des réactions redox spontanées produisent de l’énergie électrique. Lors de l’écriture d’équations, il est souvent pratique de séparer les réactions d’oxydo-réduction en demi-réactions pour aider à équilibrer l’équation globale et mettre en évidence les transformations chimiques réelles. D’autre part, les anodes et les cathodes sont des électrodes négatives et positives qui libèrent ou gagnent des électrons lors de réactions chimiques.
anodes et cathodes
L’anode est l’électrode négative ou réductrice qui libère des électrons vers le circuit externe et s’oxyde au cours de la réaction électrochimique. Dans la plupart des cas, l’anode est reliée au pôle positif du transit du courant électrique ; Cependant, il n’en est pas toujours ainsi. Un bon exemple de cette situation peut être observé dans les batteries, où la charge de l’anode se produit sur le pôle positif, alors que l’inverse se produit avec les lampes à LED, l’anode étant ici le pôle négatif.
Dans la plupart des cas, l’anode peut être identifiée par la direction que prend le courant électrique, en l’appréciant comme une direction des charges libres. Or, si le conducteur n’est pas métallique, les charges positives produites sont transférées au conducteur externe.
La cathode, quant à elle, est l’électrode positive ou oxydante qui acquiert les électrons du circuit extérieur et se réduit lors de la réaction électrochimique. La charge des cathodes dépendra de l’appareil où elle se trouve.
A l’intérieur des cellules électrolytiques , le milieu de transfert d’énergie, n’étant pas un métal mais un électrolyte, peut coexister avec des ions négatifs et positifs qui s’équilibrent dans des directions opposées. Cependant, il est précisé que le courant va de l’ anode à la cathode.
Anodes et cathodes dans les cellules galvaniques
Les cellules galvaniques, également appelées cellules voltaïques, sont constituées de deux demi-cellules. Chaque demi-cellule contient une électrode métallique immergée dans un électrolyte. Un circuit externe relie les deux électrodes et un pont salin relie les deux solutions électrolytiques. Les électrons circulent de l’anode vers la cathode. La demi-réaction d’oxydation a lieu à l’anode, tandis que la demi-réaction de réduction a lieu à la cathode.
Par exemple, dans une cellule galvanique entre le cuivre et le magnésium, la demi-réaction suivante se produit à la cathode : Cu 2+ + 2e – → Cu. Et à l’anode la demi-réaction suivante se produit : Mg → Mg 2+ + 2e –
Lorsque des électrons sont perdus lors de l’oxydation à l’anode, ils passent dans le circuit externe pour réduire la cathode, générant du courant. Ainsi, lorsque l’anode s’oxyde, la concentration en cations augmente dans l’électrolyte. De même, lorsque la cathode est réduite, la concentration d’anions dans l’électrolyte augmente.
Pour maintenir la neutralité électrique, les ions traversent le pont salin. Lorsque des cations sont créés à l’anode, les anions se déplacent de la solution vers le côté anode en utilisant le pont salin. Du côté de la cathode, des anions sont créés qui font passer les cations du pont salin dans la solution du côté de la cathode. Il est important de se rappeler que les électrons traversent les fils du circuit externe et que les ions traversent le pont salin et les solutions.
Fontaine
Atienza, M.; Forgeron, A. ; Noguera, P.; Tortajada, L. et Morais, S. (sf). Cellules galvaniques ou voltaïques
Varela, I. Que sont l’anode et la cathode ? condamné à perpétuité.
