Ogniwa galwaniczne to urządzenia elektrochemiczne przekształcające energię chemiczną w elektryczną poprzez spontaniczne reakcje redoks.
Budowa ogniwa galwanicznego składa się z dwóch półogniw połączonych mostkiem elektrolitycznym. Każde półogniwo zawiera elektrodę (metalową lub grafitową) zanurzoną w roztworze elektrolitu. Schemat ogniwa galwanicznego przedstawia się zgodnie z konwencją sztokholmską, gdzie anoda (elektroda ujemna) znajduje się po lewej stronie, a katoda (elektroda dodatnia) po prawej. Siła elektromotoryczna ogniwa (SEM) jest miarą maksymalnej różnicy potencjałów między elektrodami i można ją obliczyć ze wzoru: SEM = Ekatody - Eanody.
W ogniwie zachodzą dwa podstawowe procesy: utlenianie na anodzie (oddawanie elektronów) oraz redukcja na katodzie (przyjmowanie elektronów). Jakie reakcje zachodzą w ogniwach galwanicznych? Na anodzie metal ulega utlenieniu, przechodząc do roztworu w postaci jonów, podczas gdy na katodzie jony metalu ulegają redukcji, osadzając się na elektrodzie. Przykładem jest schemat ogniwa Daniella, gdzie cynk ulega utlenianiu na anodzie (Zn → Zn2+ + 2e-), a jony miedzi ulegają redukcji na katodzie (Cu2+ + 2e- → Cu). Obliczanie SEM ogniwa wymaga znajomości potencjałów standardowych półogniw lub wykorzystania równania Nernsta dla ogniw stężeniowych. Mostek elektrolityczny zapewnia przepływ jonów między półogniwami, zamykając obwód elektryczny i umożliwiając ciągłą pracę ogniwa.
