Kluczowa różnica między ogniwem galwanicznym a ogniwem koncentracyjnym polega na tym, że ogniwo galwaniczne może, ale nie musi mieć dwóch połówek ogniw o tym samym składzie, podczas gdy ogniwo koncentracyjne ma dwie połówki ogniwa o tym samym składzie.
Zarówno ogniwo galwaniczne, jak i ogniwo koncentracyjne są ogniwami elektrochemicznymi. Ogniwo elektrochemiczne to urządzenie, które może generować energię elektryczną za pomocą reakcji chemicznej lub powodować reakcję chemiczną za pomocą prądu.
Co to jest ogniwo galwaniczne?
Ogniwo galwaniczne to rodzaj ogniwa elektrochemicznego, który wykorzystuje spontaniczne reakcje redoks do generowania energii elektrycznej. Synonimem tej komórki jest ogniwo woltaiczne. Komórka zawiera dwie półkomórki, które mogą mieć ten sam skład lub różne składy. Każde półogniwo zawiera elektrodę i elektrolit. Elektroda powinna być zanurzona w roztworze elektrolitycznym. Czasami te elektrolity są całkowicie oddzielne, ale innym razem są oddzielone tylko porowatą barierą. Kiedy elektrolity są całkowicie odseparowane, musimy użyć mostka solnego, aby utrzymać ruch jonów między dwoma elektrolitami.
Rysunek 01: Proste ogniwo galwaniczne
Przygotowując to ogniwo, musimy rozważyć, czy elektrody i elektrolity są spontaniczne, czy nie. Możemy to znaleźć teoretycznie, obliczając potencjały elektrod każdej półogniwa. Jednak połowa ogniwa powinna wykazywać utlenianie, podczas gdy druga połowa ogniwa powinna wykazywać reakcję redukcji. Utlenianie następuje na anodzie, natomiast redukcja na katodzie. Ponieważ ogniwo galwaniczne (woltaiczne) wykorzystuje energię uwolnioną podczas spontanicznej reakcji redoks do generowania elektryczności, ogniwa galwaniczne są ważnym źródłem energii elektrycznej. Wytwarzają prąd stały.
Co to jest komórka koncentracyjna?
Ogniwo koncentracyjne to rodzaj ogniwa galwanicznego, w którym dwie połówki ogniwa mają podobny skład. Dlatego mówimy, że dwie połówki komórek są równoważne. Różnią się tylko koncentracją. Napięcie wytwarzane przez to ogniwo jest bardzo małe, ponieważ ogniwo to dąży do uzyskania stanu równowagi. Równowaga pojawia się, gdy stężenia dwóch połówek komórek stają się równe.
Komórka koncentracyjna wytwarza energię elektryczną poprzez redukcję termodynamicznej energii swobodnej systemu. Ponieważ skład półkomórek jest podobny, zachodzi ta sama reakcja, ale w przeciwnych kierunkach. Proces ten zwiększa stężenie komórki o niższym stężeniu i zmniejsza stężenie komórki o wyższym stężeniu. W miarę przepływu energii elektrycznej wytwarzana jest energia cieplna. Komórka pochłania tę energię w postaci ciepła. Istnieją dwa rodzaje komórek koncentracyjnych:
- Ogniwo do pomiaru stężenia elektrolitu – elektrody składają się z tej samej substancji, a półogniwa zawierają ten sam elektrolit o różnych stężeniach
- Naczynie do pomiaru stężenia elektrod – dwie elektrody (z tej samej substancji) o różnych stężeniach są zanurzane w tym samym elektrolicie
Jaka jest różnica między ogniwem galwanicznym a ogniwem koncentracyjnym?
Ogniwo galwaniczne to rodzaj ogniwa elektrochemicznego, który wykorzystuje spontaniczne reakcje redoks do generowania energii elektrycznej. Z drugiej strony, komórka koncentracyjna jest rodzajem komórki galwanicznej, w której dwie połówki komórki mają podobny skład. Dlatego kluczowa różnica między ogniwem galwanicznym a ogniwem koncentracyjnym polega na tym, że ogniwo galwaniczne może mieć dwie półogniwa o tym samym składzie lub nie, podczas gdy ogniwo koncentracyjne ma dwie połówki ogniwa o tym samym składzie.
Ponadto, elektrody ogniwa galwanicznego mogą być wykonane z tej samej lub różnych substancji, podczas gdy elektrody ogniwa koncentracyjnego są wykonane z tej samej substancji o tym samym stężeniu lub różnych stężeniach. Oprócz tego, ogniwa galwaniczne mają ten sam elektrolit lub różne elektrolity w dwóch półogniwach, podczas gdy ogniwa koncentracyjne mają ten sam elektrolit o takim samym stężeniu lub różnych stężeniach.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między ogniwem galwanicznym a ogniwem koncentracyjnym.
Podsumowanie – ogniwo galwaniczne a ogniwo koncentracyjne
Ogniwo galwaniczne to rodzaj ogniwa elektrochemicznego, który wykorzystuje spontaniczne reakcje redoks do generowania energii elektrycznej. Ogniwo koncentracyjne to rodzaj ogniwa galwanicznego, w którym dwie połówki ogniwa mają podobny skład. Dlatego kluczowa różnica między ogniwem galwanicznym a ogniwem koncentracyjnym polega na tym, że ogniwo galwaniczne może mieć dwie półogniwa o tym samym składzie lub nie, podczas gdy ogniwo koncentracyjne ma dwie połówki ogniwa o tym samym składzie.
