Ключовата разлика между галваничната клетка и концентрационната клетка е, че галваничната клетка може или не може да има двете полуклетки с еднакъв състав, докато концентрационната клетка има две половинки клетки с еднакъв състав.
Както галваничният елемент, така и концентрационният елемент са електрохимични елементи. Електрохимичната клетка е устройство, което може да генерира електричество с помощта на химическа реакция или да предизвика химическа реакция с помощта на електричество.
Какво е галванична клетка?
Галваничният елемент е вид електрохимична клетка, която използва спонтанни редокс реакции за генериране на електрическа енергия. Синоним на тази клетка е волтова клетка. Клетката съдържа две полуклетки, които могат да бъдат или с еднакъв състав, или с различен състав. Всяка половин клетка съдържа електрод и електролит. Електродът трябва да се потопи в електролитния разтвор. Понякога тези електролити са напълно отделни, но друг път са разделени само от пореста бариера. Когато електролитите са напълно разделени, трябва да използваме солен мост, за да поддържаме движението на йони между двата електролита.
Фигура 01: Проста галванична клетка
При подготовката на тази клетка трябва да вземем предвид дали електродите и електролитите са спонтанни или не. Можем да го намерим теоретично, като изчислим електродните потенциали на всяка половин клетка. Едната половина клетка обаче трябва да показва окисление, докато другата половина клетка трябва да показва редукционна реакция. Окисляването се извършва на анода, докато редукция се извършва на катода. Тъй като галваничната (волтова) клетка използва енергията, освободена по време на спонтанна редокс реакция, за генериране на електричество, галваничните клетки са важни като източник на електрическа енергия. Те произвеждат постоянен ток.
Какво е концентрационна клетка?
Концентрационната клетка е вид галванична клетка, в която двете половини клетки на клетката са сходни по състав. Следователно казваме, че двете половин клетки са еквивалентни. Те се различават само по концентрация. Напрежението, произведено от тази клетка, е много малко, тъй като тази клетка има тенденция да получи равновесно състояние. Равновесието настъпва, когато концентрациите на двете полуклетки се изравнят.
Концентрационната клетка произвежда електричество чрез намаляване на термодинамичната свободна енергия на системата. Тъй като съставът на полуклетките е подобен, възниква същата реакция, но в противоположни посоки. Този процес увеличава концентрацията на клетката с по-ниска концентрация и намалява концентрацията на клетката с по-висока концентрация. Докато електричеството тече, се генерира топлинна енергия. Клетката абсорбира тази енергия като топлина. Има два вида концентрационни клетки, както следва:
- Клетка за концентрация на електролити – електродите са съставени от едно и също вещество, а полуклетките съдържат един и същ електролит с различни концентрации
- Клетка за концентрация на електроди – два електрода (от едно и също вещество) с различни концентрации се потапят в един и същ електролит
Каква е разликата между галванична клетка и концентрационна клетка?
Галваничният елемент е вид електрохимична клетка, която използва спонтанни редокс реакции за генериране на електрическа енергия. Концентрационната клетка, от друга страна, е вид галванична клетка, в която двете половини клетки на клетката са сходни по състав. Следователно ключовата разлика между галваничната клетка и концентрационната клетка е, че галваничната клетка може или не може да има двете половини клетки с еднакъв състав, докато концентрационната клетка има две половин клетки със същия състав.
Освен това, електродите на галваничната клетка могат да бъдат направени или от едно и също вещество, или от различни вещества, докато електродите на концентрационната клетка са направени от едно и също вещество с еднаква или различна концентрация. В допълнение към тях, галваничните клетки имат един и същ електролит или различни електролити в две полуклетки, докато концентрационните клетки имат един и същ електролит или със същата концентрация, или с различни концентрации.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между галванична клетка и концентрационна клетка.
Обобщение – Галваничен елемент срещу концентрационен елемент
Галваничният елемент е вид електрохимична клетка, която използва спонтанни редокс реакции за генериране на електрическа енергия. Концентрационната клетка е вид галванична клетка, в която двете полуклетки на клетката са сходни по състав. Следователно ключовата разлика между галваничната клетка и концентрационната клетка е, че галваничната клетка може или не може да има двете половини клетки с еднакъв състав, докато концентрационната клетка има две половин клетки със същия състав.
