Oxidations-Reduktions- oder Redoxreaktionen finden in elektrochemischen Zellen statt. Es gibt zwei Arten von elektrochemischen Zellen. Spontane Reaktionen treten in galvanischen (voltaischen) Zellen auf; In Elektrolysezellen treten nicht-spontane Reaktionen auf. Beide Zelltypen enthalten Elektroden wo die Oxidations- und Reduktionsreaktionen auftreten. Die Oxidation erfolgt an der als Anode und die Reduktion erfolgt an der Elektrode, die als bezeichnet wird Kathode.
Die Anode einer Elektrolysezelle ist positiv (Kathode ist negativ), da die Anode Anionen aus der Lösung anzieht. Die Anode einer galvanischen Zelle ist jedoch negativ geladen, da die spontane Oxidation an der Anode die ist Quelle der Elektronen oder der negativen Ladung der Zelle. Die Kathode einer galvanischen Zelle ist ihr positiver Anschluss. Sowohl in galvanischen als auch in elektrolytischen Zellen findet eine Oxidation an der Anode statt und Elektronen fließen von der Anode zur Kathode.
Die Redoxreaktion in einer galvanischen Zelle ist eine spontane Reaktion. Aus diesem Grund werden üblicherweise galvanische Zellen als Batterien verwendet. Galvanische Zellreaktionen liefern Energie, die zur Ausführung von Arbeiten verwendet wird. Die Energie wird genutzt, indem die Oxidations- und Reduktionsreaktionen in getrennten Behältern angeordnet werden, die durch eine Vorrichtung verbunden sind, die den Elektronenfluss ermöglicht. Eine übliche galvanische Zelle ist die Daniell-Zelle.
Die Redoxreaktion in einer Elektrolysezelle ist nicht spontan. Elektrische Energie wird benötigt, um die Elektrolysereaktion zu induzieren. Ein Beispiel einer Elektrolysezelle ist nachstehend gezeigt, in der geschmolzenes NaCl unter Bildung von flüssigem Natrium- und Chlorgas elektrolysiert wird. Die Natriumionen wandern zur Kathode, wo sie zu Natriummetall reduziert werden. In ähnlicher Weise wandern Chloridionen zur Anode und werden oxidiert, um Chlorgas zu bilden. Dieser Zelltyp wird zur Herstellung von Natrium und Chlor verwendet. Das Chlorgas kann um die Zelle herum gesammelt werden. Das Natriummetall ist weniger dicht als das geschmolzene Salz und wird entfernt, wenn es oben auf dem Reaktionsbehälter schwimmt.