A legfontosabb különbség a galvanikus cella és a koncentrációs cella között az, hogy a galvánelemben lehet vagy nem azonos összetételű két félcella, míg a koncentrációs cellában két azonos összetételű félcella van.
Mind a galvánelem, mind a koncentrációs cella elektrokémiai cella. Az elektrokémiai cella olyan eszköz, amely kémiai reakcióval villamos energiát tud termelni, vagy elektromos reakció segítségével kémiai reakciót válthat ki.
Mi az a galvanikus cella?
A galvánelem egy olyan elektrokémiai cella, amely spontán redox reakciókat használ elektromos energia előállítására. Ennek a cellának a szinonimája a voltaic cella. A sejt két félsejtet tartalmaz, amelyek lehetnek azonos vagy eltérő összetételűek. Mindegyik fél cella egy elektródát és egy elektrolitot tartalmaz. Az elektródát az elektrolitoldatba kell meríteni. Néha ezek az elektrolitok teljesen különállóak, máskor viszont csak porózus gát választja el őket. Amikor az elektrolitok teljesen elkülönülnek, sóhidat kell használnunk, hogy fenntartsuk az ionok mozgását a két elektrolit között.
01. ábra: Egyszerű galvanikus cella
A cella elkészítésekor figyelembe kell vennünk, hogy az elektródák és az elektrolitok spontánok-e vagy sem. Elméletileg az egyes félcellák elektródpotenciáljának kiszámításával találhatjuk meg. Azonban a sejt egyik felének oxidációt kell mutatnia, míg a sejt másik felének redukciós reakciót kell mutatnia. Az oxidáció az anódon, míg a redukció a katódon történik. Mivel a galvanikus (voltaikus) cella a spontán redoxreakció során felszabaduló energiát használja fel elektromos áram előállítására, a galvánelemek fontosak elektromos energiaforrásként. Egyenáramot állítanak elő.
Mi az a koncentrációsejt?
A koncentrációs cella a galvánelem olyan típusa, amelyben a cella két félcellája hasonló összetételű. Ezért azt mondjuk, hogy a két fél cella egyenértékű. Csak a koncentrációban különböznek egymástól. A cella által termelt feszültség nagyon kicsi, mivel ez a cella hajlamos egyensúlyi állapotot elérni. Az egyensúly akkor jön létre, amikor a két fél sejt koncentrációja egyenlő lesz.
A koncentráló cella a rendszer termodinamikai szabadenergiájának csökkentésével villamos energiát termel. Mivel a félsejtek összetétele hasonló, ugyanaz a reakció megy végbe, de ellentétes irányú. Ez a folyamat növeli az alacsonyabb koncentrációjú cella koncentrációját, és csökkenti a magasabb koncentrációjú cella koncentrációját. Ahogy az elektromos áram folyik, hőenergia keletkezik. A sejt ezt az energiát hőként veszi fel. Kétféle koncentrációs cella létezik, az alábbiak szerint:
- Elektrolitkoncentráló cella – az elektródák ugyanabból az anyagból állnak, és a félcellák ugyanazt az elektrolitot tartalmazzák különböző koncentrációban
- Elektród koncentrációs cella – két különböző koncentrációjú elektródát (azon anyagból) ugyanabba az elektrolitba mártottak
Mi a különbség a galvanikus cella és a koncentrációs cella között?
A galvánelem egy olyan elektrokémiai cella, amely spontán redox reakciókat használ elektromos energia előállítására. A koncentrációs cella ezzel szemben a galvánelem olyan típusa, amelyben a cella két félcellája hasonló összetételű. Ezért a legfontosabb különbség a galvanikus cella és a koncentrációs cella között az, hogy a galvánelemnek lehet vagy nem a két félcellája azonos összetételű, míg a koncentrátorcellában két azonos összetételű félcella van.
Sőt, a galvánelem elektródái készülhetnek ugyanabból az anyagból vagy különböző anyagokból, míg a koncentrátorcella elektródái ugyanabból az anyagból készülhetnek azonos koncentrációban vagy különböző koncentrációkban. Ezeken kívül a galvánelemek két félcellában ugyanazt az elektrolitot vagy különböző elektrolitokat tartalmaznak, míg a koncentrációs cellákban ugyanaz az elektrolit, vagy azonos koncentrációban, vagy eltérő koncentrációban.
Az alábbi infografika összefoglalja a galvánelem és a koncentrációs cella közötti különbséget.
Összefoglaló – Galvanic Cell vs Concentration Cell
A galvánelem egy olyan elektrokémiai cella, amely spontán redox reakciókat használ elektromos energia előállítására. A koncentrációs cella a galvánelem olyan típusa, amelyben a cella két félcellája hasonló összetételű. Ezért a legfontosabb különbség a galvanikus cella és a koncentrációs cella között az, hogy a galvánelemnek lehet vagy nem azonos összetételű két félcellája, míg a koncentrátorcellában két azonos összetételű félcella van.
