Galvenā atšķirība starp galvanisko elementu un koncentrācijas elementu ir tāda, ka galvaniskajā elementā var būt vai var nebūt divas puselementus ar vienādu sastāvu, turpretim koncentrācijas elementam ir divas puselementus ar vienādu sastāvu.
Gan galvaniskais elements, gan koncentrācijas šūna ir elektroķīmiskās šūnas. Elektroķīmiskā šūna ir ierīce, kas var ražot elektroenerģiju, izmantojot ķīmisku reakciju, vai izraisīt ķīmisku reakciju, izmantojot elektrību.
Kas ir galvaniskā šūna?
Galvaniskais elements ir elektroķīmisko elementu veids, kas izmanto spontānas redoksreakcijas, lai radītu elektrisko enerģiju. Šīs šūnas sinonīms ir voltaic cell. Šūnā ir divas pusšūnas, kurām var būt vienāds sastāvs vai dažāds sastāvs. Katrā puselementā ir elektrods un elektrolīts. Elektrods jāiegremdē elektrolītiskā šķīdumā. Dažreiz šie elektrolīti ir pilnīgi atsevišķi, bet citreiz tos atdala tikai poraina barjera. Kad elektrolīti ir pilnībā atdalīti, mums ir jāizmanto sāls tilts, lai uzturētu jonu kustību starp diviem elektrolītiem.
Attēls 01: vienkārša galvaniskā šūna
Sagatavojot šo elementu, mums jāņem vērā, vai elektrodi un elektrolīti ir vai nav spontāni. To teorētiski varam atrast, aprēķinot katras pusšūnas elektrodu potenciālu. Tomēr pusei šūnas vajadzētu parādīties oksidācijai, bet otrai šūnas pusei - reducēšanas reakcijai. Oksidācija notiek pie anoda, bet reducēšana notiek pie katoda. Tā kā galvaniskais (voltiskais) elements elektrības ražošanai izmanto enerģiju, kas izdalās spontānas redoksreakcijas laikā, galvaniskās šūnas ir svarīgas kā elektriskās enerģijas avots. Tie rada līdzstrāvu.
Kas ir koncentrācijas šūna?
Koncentrācijas šūna ir galvanisko elementu veids, kurā abām šūnas pusšūnām ir līdzīgs sastāvs. Tāpēc mēs sakām, ka abas pusšūnas ir līdzvērtīgas. Tie atšķiras tikai koncentrācijas ziņā. Šīs šūnas radītais spriegums ir ļoti mazs, jo šai šūnai ir tendence iegūt līdzsvara stāvokli. Līdzsvars iestājas, kad abu pusšūnu koncentrācijas kļūst vienādas.
Koncentrācijas šūna ražo elektroenerģiju, samazinot sistēmas termodinamisko brīvo enerģiju. Tā kā pusšūnu sastāvs ir līdzīgs, notiek tāda pati reakcija, bet pretējos virzienos. Šis process palielina zemākas koncentrācijas šūnas koncentrāciju un samazina augstākas koncentrācijas šūnas koncentrāciju. Elektroenerģijai plūstot, rodas siltumenerģija. Šūna absorbē šo enerģiju kā siltumu. Ir divu veidu koncentrācijas šūnas:
- Elektrolītu koncentrācijas šūna – elektrodi sastāv no vienas un tās pašas vielas, un puselementi satur vienu un to pašu elektrolītu ar dažādām koncentrācijām
- Elektrodu koncentrācijas šūna – divi elektrodi (vienas un tās pašas vielas) ar dažādu koncentrāciju tiek iegremdēti vienā elektrolītā
Kāda ir atšķirība starp galvanisko šūnu un koncentrācijas šūnu?
Galvaniskais elements ir elektroķīmisko elementu veids, kas izmanto spontānas redoksreakcijas, lai radītu elektrisko enerģiju. No otras puses, koncentrācijas šūna ir galvaniskās šūnas veids, kurā abas šūnas pusšūnas pēc sastāva ir līdzīgas. Tāpēc galvenā atšķirība starp galvanisko elementu un koncentrācijas elementu ir tāda, ka galvaniskajā šūnā var būt vai var nebūt divas puselementus ar vienādu sastāvu, turpretim koncentrācijas elementam ir divas puselementus ar vienādu sastāvu.
Turklāt galvaniskā elementa elektrodus var izgatavot vai nu no vienas un tās pašas vielas, vai no dažādām vielām, savukārt koncentrācijas elementa elektrodus var izgatavot no vienas un tās pašas vielas ar tādu pašu koncentrāciju vai dažādām koncentrācijām. Papildus tiem galvaniskajās šūnās ir vienāds elektrolīts vai dažādi elektrolīti divās puselementos, savukārt koncentrācijas šūnās ir viens un tas pats elektrolīts ar tādu pašu vai atšķirīgu koncentrāciju.
Tālāk esošajā infografikā ir apkopota atšķirība starp galvanisko elementu un koncentrācijas elementu.
Kopsavilkums - galvaniskā šūna pret koncentrācijas šūnu
Galvaniskais elements ir elektroķīmisko elementu veids, kas izmanto spontānas redoksreakcijas, lai radītu elektrisko enerģiju. Koncentrācijas šūna ir galvaniskās šūnas veids, kurā abas šūnas pusšūnas pēc sastāva ir līdzīgas. Tāpēc galvenā atšķirība starp galvanisko elementu un koncentrācijas elementu ir tāda, ka galvaniskajā šūnā var būt vai var nebūt divas puselementus ar vienādu sastāvu, turpretim koncentrācijas elementam ir divas puselementus ar vienādu sastāvu.
