電解槽とガルバニ槽は何が違うのか（詳細分析）-その違いのすべて

30-09-202330-09-2023 Mary Davis

サイエンスとは、ラテン語で知識を意味する "Scientia "からとった言葉で、普遍的な科学の仮説、観察、実験に基づく知識である。

化学のようにイオンの動きを議論するため、さまざまな種類のセルが必要となります。酸化還元反応によって化学エネルギーを電気エネルギーに、またはその逆に変換する装置を電気化学セルと呼びます。電気化学セルには電解セルとガルバニックセル（ボルタイックセル）があります。

電解槽は、陽極と陰極と呼ばれるプラスとマイナスの極で構成された槽であり、ガルバニ槽は、自発的な酸化還元反応の化学エネルギーを電気エネルギーに変換するための電気化学槽と定義されます。

電解槽は、電解液に電流を流すことで電気分解を行う。このため、負極と正極に向かってマイナスイオンとプラスイオンの移動が行われる。

ガルバニ電池はボルタ電池とも呼ばれ、化学反応を利用して電力を発生させる電気化学電池である。

この2つの細胞は、いずれも発明当時と変わらずに使えるので、革命的な現代社会でもその価値を失っていないことになる。

ガルバニ電池、あるいはボルタ電池と電解電池の重要性と違いについては、この記事で広く解説しています。

電解槽：その仕組みは？

電気エネルギーを用いて非自発的な酸化還元反応を起こさせる電解装置を電解槽といい、電解槽を使って特定の化学物質を電気分解することができ、これを電気化学槽という。

電解セル・コンデンサー

例えば、水を電気分解して気体の酸素と気体の水素をつくる電解槽では、電子の流れ（反応環境）を利用して、非自発的な酸化還元反応の活性化エネルギー障壁を突破することができる。

電解槽の主な部品は以下の通りです：

陰極（マイナスの電荷を持つ）
陽極（プラスの電荷を持つ）
電解質

電解液中の解離したプラスイオンは、外部から電流を流すと電解槽の正極に引き寄せられ、プラスに帯電したイオンが正極に沈殿する。

プラスに帯電した陽極に、マイナスに帯電したイオンが同時に接近してくる。

ガルバニックセルとは何か、その仕組みは？

ガルバニック電池またはボルタ電池は、化学エネルギーを変換する装置です。 電気エネルギーに ガルバニックセルは、化学反応によって電気を作る電気化学デバイスです。

一般的な装置は、2種類の電極で構成されています。

一方は銅、もう一方は亜鉛でできており、それぞれの金属イオンの溶液が入った別々のビーカーに入れ、塩橋でつなぎ、多孔質膜で仕切ったものです。

電解槽の製造目的は、充電され電池に接続された2つの金属にそれぞれ電解液を触れさせることで、電気エネルギーを化学エネルギーに変換することです。

ガルバニ電池やボルタ電池が作られる原因は、化学エネルギーを仕事上必要な電気エネルギーに変換することができるためです。

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ガルバニックセル実験

ガルバニックセルと電解セルの区別の事実

電解槽とガルバニ槽には、下表のような対照的な特徴があります。

特徴	電解槽	ガルバニックセルまたはボルタイックセル
プロダクション	電解槽は、電解液を満たした容器を使い、その中に2つの電極を浸し、それぞれ電池に接続して陽極と陰極とする。	電解液を満たした2つのビーカーと2つの電極をこの溶液に浸すと、ガルバニ電池またはボルタ電池が作られます。これらのビーカーは塩橋で、両方の電極はそれぞれ電池で接続されています。
エネルギー	電解槽は、自発的に起こる酸化還元反応によって電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、電気エネルギーの生産を担っています。	ガルバニック電池やボルタ電池は、酸化還元反応によって化学エネルギーを電気エネルギーに変換する電池で、仕事用として非常に有用です。
エネルギー源	電解槽が機能するためには、外部からのエネルギー源が必要です。電解槽の動作を開始する両電極には、電池が接続されています。	ガルバニックセルまたはボルタイックセルは、そのエネルギーを生成するため、外部からのエネルギー源を必要としない。
料金について	電解槽には、負に帯電した陽極と正に帯電した陰極があります。	ガルバニ電池またはボルタ電池は、正に帯電した陽極と負に帯電した陰極を含んでいます。
リアクション	電解槽は、自然反応を利用して化学エネルギーを作り出します。電気エネルギーを化学エネルギーに変換するのです。	ガルバニック電池やボルタ電池は、非自発的な反応を利用して電気エネルギーを生成するものであり、化学エネルギーを仕事に必要な電気エネルギーに変換する。

ガルバニックセルと電解セルの違い

電解槽の実用例

電解槽は現代社会で重要な役割を果たし、大量に使用されています。電解槽の実用性と重要性を以下に示します：

ダウンズセルを用いて溶融した塩化ナトリウムから金属ナトリウムを調製する際に使用します。
であります。 塩素が ネルソンセルで塩化ナトリウム水溶液から苛性ソーダ(NaOH)を調製しています。
金属アルミニウムの抽出に使用されます。
銅の電解精錬に使用されます。
電解槽は、金属の電気めっきに使われます。
電解槽は、水を電気分解して送り出すことで、水から酸素ガスと水素ガスを生成するものです。

ガルバニック電池またはボルタ電池の実用的なアプリケーション

ガルバニック電池やボルタ電池は、現代社会にとって重要な発明であり、人類が広く利用している。電気は現代生活の基本的な必需品であり、その製造は最も難しいプロセスの1つであるが、電気を作る方法は非常にたくさんあるのだ。

ガルバニック電池は、最も古い発電方法の一つであり、現在でも新しい発電方法の中で重要な位置を占めています。

私たちが普段使っている乾電池は、懐中電灯やテレビ、ゲーム機のコントローラーなど、さまざまなものに使われています。
鉛蓄電池は、主電源が切れたときに発電する機能を持ち、家庭や職場のバックアップ用としてよく使われています。
燃料電池は、電気が止まって機械が動かなければならないときに、バックアップを大きくする必要があるため、産業界で広く使用されています。

ガルバニ電池と電解電池の比較

結論

電解槽とガルバニック槽は、それぞれ独自の処理方法で現代社会に重要な役割を担っています。この2つの槽は、現在も使用され、その役目を果たしています。
全体として、電解槽とガルバニ槽の両方を製造する方法はシンプルで、一般人でも簡単に手に入れることができます。
電解槽は外部電源に接続されていないと動作しませんが、ガルバニックコレクションは自ら電力を作り出すため、外部電源に接続する必要がありません。
両セルの使用は、今や全世界で有名で親しまれており、この驚くべき発明は青少年のシラバスの一部となり、今日ではすべての子供たちに教えられているのである。