電気化学セルを電解セルにリンクする
電気分解は、電気エネルギーが投入されたときに非自発的な酸化還元反応が発生したときに発生します。電気化学セルは、2つの酸化還元反応を使用して電子の移動を促進することによって機能します。したがって、アルカリ電池の場合、亜鉛アノードは酸化して電子を放出し、電子は回路を通って流れてマンガンに到達します（$\ce{MnO2}$）カソード。これは還元され、電荷を蓄積することなく、より多くの電子が回路を流れることを可能にします。ここでは、両方の反応が自発的であり、回路が不完全な場合、アノードでの電子の蓄積が亜鉛のさらなる酸化を防ぐと仮定します。$$\ce{Zn(s) + 2OH- (aq) \rightarrow ZnO(s) + H2O(l) +2e-} [E^\theta= 1.28V]$$ $$\ce{2MnO2(s) + H2O(l) + 2e- \rightarrow Mn2O3(s) +2OH- (aq)}\ [E^\theta= 0.15V]$$
アルカリ電池が電解槽に接続されているとしたら、2つの電気化学電池が連動しているようなものではないでしょうか。亜鉛アノードは電解槽のカソードにリンクされ、その後のレドックス反応は（おそらく）自発的になります。では、電解槽に投入される「電気エネルギー」は、代わりに化学エネルギーになるのでしょうか。
また、それを見て $\ce{MnO2}$ カソードは比較的小さい $E^\theta$値、電解陽極の酸化を引き起こすのは難しいことではありませんか？電解セルに接続すると、電気化学セルのカソードとアノードは完全に独立して機能しますか？その場合、バッテリーの電圧を考慮する必要はありませんが、代わりにアノードとカソードの電極電位を考慮する必要がありますが、通常はそうではありません。私はこれについて何を誤解していますか？
編集：私は電気化学セル自体で起こる反応についてではなく、電気化学セルが電解セルにリンクされているときのメカニズムについて質問しているので、提案された質問は法案に完全には適合しません。
編集2：私の疑問をよりよく示すために写真を追加しました。ここに示すように、ガルバニ電池が電解セルにリンクされている場合、ガルバニ電池と電解カソードはリンクされており、別のセルとして機能しているように見えます。他の2つの電極についても同じことが言えます。この場合、ガルバニックアノードとカソードはそれぞれ独立して機能しないため、個々の半電池の電極電位を考慮する必要がありますか？それらが実際にリンクされている場合、どのように？
回答
あなたはいくつかのことを混ぜているようです。に関する1つの重要な説明
また、MnO2カソードのEが比較的小さいことがわかります。$^o$値、電解陽極の酸化を引き起こすのは難しいことではありませんか？電解セルに接続すると、電気化学セルのカソードとアノードは完全に独立して機能しますか？
記載されている電極電位は、非常に特定の条件下で比較的希薄な溶液でのみ有効です。乾電池やアルカリ電池には半電池を使用しないでください。要するに、これらの数値は、アルカリ電池や炭素亜鉛乾電池には意味がありません。これらの市販の細胞組成物は単なる魔法の混合物であり、科学よりも芸術です。バッテリー技術はそれほど簡単ではありません。300年の研究にもかかわらず、なぜ電池の種類が少ないのか考えてみてください。
アルカリ電池などのガルバニ電池を単純なウォーターポンプと見なすと、多くの混乱が解消されます。その唯一の仕事は、電子を「循環」させることです。ガルバニ電池を電解槽に接続すると、アノードとカソードは独立しているとは見なされなくなります。ガルバニ電池が1つの電子を送り出す場合、その電子は電解セルのカソード、アノード、および外部回路を移動する必要があります。その過程で、電解槽内の何かが化学的に分解する必要があります！
電解セルの場合、ガルバニ電池は電源に他なりません。
ガルバニ電池の場合、電解槽は電力を供給される電子回路に他なりません。
ガルバニ電池のアノード/カソードは、電解セルのカソード/アノードとはそれぞれ別個のセルを形成しません。これは、それらの間にイオンの流れがないためです。同様に、より単純なケースでは、2つの半電池は、それらの間にイオン結合がない場合、セルを形成しません。
その理由は、静電中性要件と不平衡電荷間の巨大な力に基づいて単純です。イオン運動によってバランスをとることなく、電流1Aをワイヤーに20秒間押し込むことができたと想像してみてください。同等の不均衡な電荷は、大気中に数キロメートルの長さの雷を引き起こします。