Окислительно-восстановительные или окислительно-восстановительные реакции происходят в электрохимических ячейках. Есть два типа электрохимических ячеек. Спонтанные реакции происходят в гальванических (гальванических) клетках; в электролизерах происходят беспочвенные реакции. Оба типа клеток содержат электроды где происходят реакции окисления и восстановления. Окисление происходит на электроде, называемом анод и происходит уменьшение на электроде, называемом катод.
Анод электролизера положительный (катод отрицательный), так как анод притягивает анионы из раствора. Однако анод гальванического элемента заряжен отрицательно, поскольку самопроизвольное окисление на аноде является источник электронов клетки или отрицательный заряд. Катод гальванического элемента является его положительным концом. Как в гальванических, так и в электролизерах окисление происходит на аноде, и электроны текут от анода к катоду.
Окислительно-восстановительная реакция в гальваническом элементе является спонтанной реакцией. По этой причине гальванические элементы обычно используются в качестве батарей. Гальванические клеточные реакции дают энергию, которая используется для выполнения работы. Энергия используется путем размещения реакций окисления и восстановления в отдельных контейнерах, соединенных устройством, которое позволяет электронам течь. Распространенной гальванической ячейкой является ячейка Даниэля.
Окислительно-восстановительная реакция в электролитической ячейке не является прямой. Электрическая энергия требуется, чтобы вызвать реакцию электролиза. Пример электролизера показан ниже, в котором расплавленный NaCl электролизуется с образованием жидкого газа натрия и хлора. Ионы натрия мигрируют к катоду, где они восстанавливаются до металлического натрия. Аналогично, хлорид-ионы мигрируют к аноду и окисляются с образованием газообразного хлора. Этот тип клеток используется для производства натрия и хлора. Газообразный хлор можно собирать вокруг клетки. Металлический натрий менее плотен, чем расплавленная соль, и удаляется по мере того, как он всплывает к верхней части реакционного контейнера.