تسمّى الخلايا التي تحدث فيها تفاعلاتُ تأكسد واختزال منتجة للطاقة الكهربائيّة أو مستهلكة لها الخلايا الكهركيميائيّة
وتقسم إلى نوعين: الخلايا الجلفانيّة، وخلايا التحليل الكهربائي
الخلايا الجلفانيّة:
تتكوَّنُ الخليّة الجلفانيّة من وعاءين، يُسَمّى كُلٌّ منهما نصف خليّة ويحتوي كل وعاء على صفيحة فِلِزّيّة ( قطب) مغموسة في محلول يحتوي على أيونات الفِلِزّ؛
توصل الأقطاب بأسلاك توصيل خارجية تمر عبر فولتميتر، وتوصل المحاليل بمحلول آخر يسمى القنطرة الملحية.
عند تركيب الخليّة الجلفانيّة يُلاحظ انحرافُ مؤشِّر الفولتميتر باتجاه قطب المهبط، اي مع اتجاه حركة الإلكترونات من المصعد إلى المهبط .
يسمّى القطبُ الذي يحدث عنده تفاعلُ التأكسد المِصعد Anode ، وشحنتُهُ سالبة لأنه مصدر الإلكترونات بسبب تأكسد ذرّاته، فتقل كتلتُه،
أمّا القطبُ الذي يحدث عنده تفاعلُ الاختزال فيسمّى المِهبط Cathode ، وشحنتُهُ موجبة؛ إذ تتحرَّكُ الإلكتروناتُ نحوه، وتزداد كتلتُهُ نتيجة اختزال الأيونات وترسُّبها عليه.
يُعَدُّ جهدُ الخليّة الجلفانيّة مقياسًا لقدرة الخليّة على إنتاج تيار كهربائي، وهو القوَّةُ الدافعة الكهربائيّة المتولِّدةُ بين قطبي الخليّة بسبب فرق الجهد بين القطبين،
جهد الخليّة = جهد الاختزال لنصف تفاعل المِهبط - جهد الاختزال لنصف تفاعل المِصعد
( Ecell = Ereduction(cathode) - Ereduction(anod
ويمكن التعبيرُ عنها باختصار كالآتي: E˚cell = E˚cathode - E˚anode
يُقاسُ جهدُ الاختزال المعياري لنصف خليّة ما باستخدام قطب الهيدروجين المعياري
وَيُعَرَّفُ جهدُ الاختزال المعياري للقطب بأنه مقياسٌ لميل نصف تفاعل الاختزال للحدوث في الظروف المعياريّة.
جدولُ جهود الاختزال المعياريّة : ترنيب لأنصاف تفاعلات الاختزال للأقطاب المختلفة وفقًا لتزايد جهود الاختزال المعياريّة
يُستفاد من جدول جهود الاختزال المعياريّة في: حساب جهد الخليّة المعياري، والتنبُّؤ بتلقائيّة تفاعلات التأكسد والاختزال، ومقارنة قوّة العوامل المؤكسدة والمُختزلة.
تلقائيّة التفاعل هي حدوثُ التفاعل، وتكون النواتجُ دونَ الحاجة إلى طاقة كهربائيّة لإحداثه، فإذا كان جهد الخليّة المعياري للتفاعل موجبًا يكونُ التفاعلُ تلقائيًّا،
أمّا إذا كان سالبًا فيكونُ التفاعلُ غيرَ تلقائي.
تزداد جهود الاختزال المعياريّة من أعلى إلى أسفل في الجدول؛ أي يزداد ميلُ نصف تفاعل الاختزال للحدوث؛ ما يعني أنَّ قوّة العوامل المؤكسدة تزداد أيضًا،
فيكونُ الفلور F2 أقوى عامل مؤكسد، بينما يكونُ أيون الليثيوم +Li أضعفَ عامل مؤكسد،
أمّا العواملُ المختزلة فإنَّ قوَّتها تقلُّ بزيادة جهد الاختزال المعياري؛ أي أنَّ الليثيوم Li يمثلُ أقوى عامل مختزل بينما يمثلُ أيونُ الفلوريد -F أضعفَ عامل مختزل.
تُعَدُّ البطّارياتُ منَ التطبيقات العمليّة المهمّة للخلايا الجلفانيّة؛ إذ تحدثُ فيها تفاعلاتُ تأكسد واختزال تلقائيّة تتحوَّلُ فيها الطاقة الكيميائيّة إلى طاقة كهربائيّة
هناك أنواعٌ مختلفة منَ البطّاريات، منها:
- البطّارياتُ الأوليّة: وهي تُستخدَمُ مرّةً واحدة ولا يمكن إعادة شحنها، مثل: البطّاريات الجافّة، والبطّاريات الجافّة القلويّة.
- البطّارياتُ الثانويّة: وهي قابلةٌ لإعادة الشحن، مثل: بطّاريات التخزين، كالمركم الرصاصي )بطّاريّة الرصاص الحِمضيّة(، وبطّاريّة أيون الليثيوم،
يُعَرَّفُ تآكلُ الفِلِزّات بأنه تفاعلُها معَ الهواء الجوي والموادِّ في البيئة المحيطة، فتفقدُ العديدَ من خصائصها وتتحوَّلُ إلى موادَّ جديدةٍ أكثرَ ثباتًا كيميائيًّا،
كأكاسيد الفِلِزّات وهيدروكسيداتها وكبريتيداتها وكربوناتها. وله أضرار اقتصادية كبيرة جدا، لذلك فإنَّ منع تآكله يُعَدُّ أمرًا بالغ الأهميّة.