Sel elektrokimia, juga dikenali sebagai sel galvanik, adalah peranti yang membolehkan penukaran langsung tenaga ikatan kimia kepada kerja elektrik. Mereka terdiri daripada dua elektrod, yang merupakan konduktor logam. Mereka kekal dalam hubungan berterusan dengan konduktor ionik - cecair atau elektrolit pepejal. Elektrod tunggal dengan elektrolit di sekeliling membentuk separuh sel. Bergantung pada kaedah analisis yang digunakan, elektrod mungkin mempunyai elektrolit biasa atau direndam dalam elektrolit yang berbeza.
Separuh sel tersebut kemudiannya disambungkan menggunakan kunci elektrolitik. Ia digunakan untuk membenarkan pengaliran elektron dan dengan itu mengekalkan sentuhan elektrik antara elektrod. Secara skematik, pembinaan sel galvanik boleh diterangkan seperti berikut: anod | elektrolit anod || elektrolit katod | katod Dalam tatatanda sedemikian, garis menegak menunjukkan sempadan fasa dan garis berkembar menunjukkan kunci elektrolitik. Juga, seseorang mesti memberi perhatian kepada susunan di mana bahan tindak balas dicatatkan, sentiasa bermula dengan tindak balas pengurangan dari kiri, kemudian diikuti dengan tindak balas pengoksidaan.
Tenaga dalam sel
Dalam sel galvanik, tenaga dijana hasil daripada tindak balas kimia spontan. Peranti dengan aplikasi yang serupa, tetapi di mana tindak balas dipaksa dengan menggunakan sumber DC luaran, ialah elektroliser. Seperti namanya, ia menjalankan proses elektrolisis. Semua bateri yang ada adalah sel galvanik. Ini adalah sel kering, sel merkuri, bateri nikel-kadmium, yang digunakan untuk menggerakkan peranti elektrik. Reaksi spontan yang berlaku di dalamnya berlaku disebabkan oleh pengenalan bahan yang sesuai dalam proses pengeluaran.
Tindak balas pada elektrod
Semasa operasi sel, proses pengoksidaan dan pengurangan berlaku pada elektrod individu. Elektron yang dibebaskan semasa pengoksidaan, hadir dalam separuh sel tunggal, mengalir ke arah separuh sel yang lain, di mana ia menyebabkan tindak balas pengurangan. Elektrod di mana pengurangan berlaku dipanggil katod, manakala anod adalah elektrod di mana pengoksidaan berlaku. Secara visual, anod sentiasa mempunyai tanda tolak, dan elektron dari anod mengalir ke katod dengan tanda positif. Oleh kerana cas positif sepadan dengan nilai potensi yang lebih tinggi, katod menunjukkan potensi yang lebih tinggi daripada anod.
Separuh sel
Separuh sel boleh terdiri daripada sekurang-kurangnya dua fasa. Salah satunya, elektrod, mengalirkan elektron. Yang kedua bertanggungjawab untuk kekonduksian ionik dan hadir dalam bentuk elektrolit dalam larutan atau dalam keadaan cair. Di sempadan fasa ini, terdapat susunan elektron, ion dan dipol tertentu yang ditentukan oleh interaksi elektrostatik, kadangkala juga digabungkan dengan penjerapan ion dan molekul dipol.
Jenis I separuh sel
Separuh sel jenis I termasuk semua separuh sel yang paling biasa, yang terbentuk hasil daripada memasukkan elektrod logam ke dalam larutan garam yang mengandungi kation logam yang sama. Contoh sistem tersebut ialah: separuh sel zink Zn 2+ |Zn dan separuh sel kuprum Cu 2+ |Cu. Jenis separuh sel ini juga dikenali sebagai kation-terbalik, kerana tindak balas pengantara kation menyeimbangkan pada permukaan elektrodnya. Separuh sel gas tergolong dalam separuh sel jenis I. Dalam sistem sedemikian, gas berada dalam keseimbangan dengan ionnya dengan kehadiran logam yang lengai secara kimia. Peranannya adalah untuk memindahkan elektron tanpa menjadi bahan tindak balas dalam tindak balas. Walau bagaimanapun, ia boleh menjadi pemangkinnya. Untuk tujuan ini platinum sering digunakan. Contoh paling penting bagi separuh sel gas ialah separuh sel hidrogen. Aliran hidrogen gas melalui larutan akueus yang mengandungi ion H + . Notasi simbolik separuh sel adalah seperti berikut: Pt | H 2 (g) | H + (c) Ini ialah separuh sel yang penting dalam konteks penyelidikan kerana potensi piawainya diandaikan sama dengan 0 V. Ini disebabkan oleh aktiviti ion hidrogen dan hidrogen bersamaan dengan satu. Oleh itu, elektrod hidrogen digunakan sebagai elektrod rujukan standard. Potensi separuh sel lain ditentukan berhubung dengan potensi elektrod hidrogen. Ia juga merupakan elektrod boleh balik kation. Sebaliknya, elektrod gas lain boleh mewujudkan keseimbangan dengan anion. Oleh itu nama mereka – elektrod boleh balik anion. Separuh sel tersebut termasuk cth: Cl 2 (g)|Cl – (c) 
Jenis II separuh sel
Jenis separuh sel seterusnya mempunyai struktur yang terdiri daripada logam, yang ditutup dengan lapisan berliang garam yang tidak larut dalam logam ini. Sistem sedemikian direndam dalam larutan garam yang sangat larut yang mempunyai anion yang sama dengan garam yang jarang larut. Skim ini dicatatkan sebagai: logam | garam mudah larut | anion biasa, cth: Ag | AgCl | Cl – Ini adalah elektrod boleh balik anion biasa dan potensinya bergantung kepada aktiviti ion ini, dalam kes ini klorida. Disebabkan oleh fakta bahawa elektrod jenis II dicirikan oleh kebolehbalikan, ketahanan dan potensi malar, ia sering digunakan sebagai elektrod rujukan apabila mengukur potensi separuh sel lain. Dua daripadanya paling kerap digunakan untuk tujuan ini – elektrod perak klorida yang telah disebutkan dan elektrod kalomel yang diperbuat daripada merkuri yang ditutup dengan pes kalomel dengan campuran merkuri yang direndam dalam larutan yang mengandungi anion klorida: Hg | Hg 2 Cl 2 | Cl –
Redoks separuh sel
Walaupun nama yang agak mengelirukan, kerana semua separuh sel dicirikan oleh tindak balas redoks, kumpulan ini dikhaskan untuk separuh sel di mana logam tidak aktif secara kimia (Pt, Au) direndam dalam larutan yang mengandungi bahan dalam kedua-dua bentuk teroksida dan terkurang. . Contohnya ialah separuh sel quinhydrone, diperbuat daripada elektrod platinum yang direndam dalam larutan quinhydrone. Penyelesaian sedemikian mengandungi bilangan tahi lalat kuinon dan hidrokuinon yang sama.
Jenis sel
Sel termudah terdiri daripada separuh sel yang mempunyai elektrolit yang sama. Walau bagaimanapun, terdapat juga di mana separuh sel individu mengandungi penyelesaian yang berbeza. Contoh sel sedemikian ialah sel Daniell, yang skema boleh diperhatikan seperti berikut: Zn | Zn 2+ || Cu 2+ | Cu Anod diperbuat daripada elektrod zink yang direndam dalam larutan akueus zink sulfat, manakala anod ialah elektrod kuprum yang direndam dalam larutan akueus kuprum sulfat . Kedua-dua separuh sel disambungkan dengan kunci elektrolitik dan mereka tidak bersentuhan langsung antara satu sama lain. Sel boleh dibahagikan kepada sel kimia dan kepekatan. Dalam sel kimia, proses spontan ialah tindak balas pengurangan pengoksidaan, di mana tenaga tindak balas kimia ditukar kepada tenaga elektrik. Sel kepekatan dicirikan oleh penggunaan elektrod dan elektrolit yang sama dengan kepekatan yang berbeza. Selepas separuh sel tersebut dilitar pintas, proses spontan berlaku untuk menyamakan kepekatan. Proses ini adalah sumber kerja elektrik. Terdapat juga sel kepekatan elektrod di mana elektrod gas berbeza kepekatan antara satu sama lain, contohnya elektrod gas yang berbeza dalam tekanan gas. Ini juga boleh menjadi elektrod amalgam dengan kepekatan amalgam yang berbeza.
