Ključna razlika med galvanskim členom in koncentracijskim členom je v tem, da ima lahko galvanski člen dva polčlena z enako sestavo ali pa tudi ne, medtem ko ima koncentracijski člen dva polčlena z enako sestavo.
Tako galvanski člen kot koncentracijski člen sta elektrokemična člena. Elektrokemična celica je naprava, ki lahko s kemično reakcijo proizvaja elektriko ali povzroči kemično reakcijo z elektriko.
Kaj je galvanski člen?
Galvanski člen je vrsta elektrokemične celice, ki uporablja spontane redoks reakcije za ustvarjanje električne energije. Sinonim za to celico je voltaična celica. Celica vsebuje dve polovični celici, ki sta lahko enake ali različne sestave. Vsaka polovica celice vsebuje elektrodo in elektrolit. Elektrodo je treba potopiti v elektrolitsko raztopino. Včasih so ti elektroliti popolnoma ločeni, drugič pa jih loči le porozna pregrada. Ko sta elektrolita popolnoma ločena, moramo uporabiti solni most, da ohranimo gibanje ionov med obema elektrolitoma.
Slika 01: Preprost galvanski člen
Pri pripravi te celice moramo upoštevati, ali so elektrode in elektroliti spontani ali ne. Najdemo ga teoretično z izračunom elektrodnih potencialov vsake polovice celice. Vendar bi morala ena polovica celice pokazati oksidacijo, druga polovica celice pa redukcijsko reakcijo. Oksidacija poteka na anodi, redukcija pa na katodi. Ker galvanski (voltaični) člen uporablja energijo, ki se sprosti med spontano redoks reakcijo, za proizvodnjo električne energije, so galvanski členi pomembni kot vir električne energije. Proizvajajo enosmerni tok.
Kaj je koncentracijska celica?
Koncentracijski člen je vrsta galvanskega členka, v katerem sta dve polovici celice podobne sestave. Zato pravimo, da sta dve polcelici enakovredni. Razlikujejo se le po koncentraciji. Napetost, ki jo proizvaja ta celica, je zelo majhna, saj ta celica teži k ravnovesnemu stanju. Ravnotežje nastopi, ko se koncentraciji obeh polcelic izenačita.
Koncentracijska celica proizvaja elektriko z redukcijo termodinamične proste energije sistema. Ker je sestava polcelic podobna, pride do iste reakcije, vendar v nasprotnih smereh. Ta proces poveča koncentracijo celice z nižjo koncentracijo in zmanjša koncentracijo celice z višjo koncentracijo. Ko električna energija teče, se proizvaja toplotna energija. Celica absorbira to energijo kot toploto. Obstajata dve vrsti koncentracijskih celic, kot sledi:
- Celica za koncentracijo elektrolitov – elektrode so sestavljene iz iste snovi, polovične celice pa vsebujejo isti elektrolit z različnimi koncentracijami
- Elektrodna koncentracijska celica – dve elektrodi (iste snovi) različnih koncentracij pomočimo v isti elektrolit
Kakšna je razlika med galvanskim in koncentracijskim členom?
Galvanski člen je vrsta elektrokemične celice, ki uporablja spontane redoks reakcije za ustvarjanje električne energije. Koncentracijska celica je na drugi strani vrsta galvanske celice, v kateri sta dve polovici celice podobne sestave. Zato je ključna razlika med galvansko celico in koncentracijsko celico ta, da ima galvanska celica lahko ali pa tudi ne dva polčlena z enako sestavo, medtem ko ima koncentracijska celica dva polčlena z enako sestavo.
Poleg tega so lahko elektrode galvanskega člena izdelane iz iste snovi ali različnih snovi, medtem ko so elektrode koncentracijske celice izdelane iz iste snovi z enako koncentracijo ali različnimi koncentracijami. Poleg tega imajo galvanski členi enak elektrolit ali različne elektrolite v dveh polčlenih, medtem ko imajo koncentracijske celice isti elektrolit z enako koncentracijo ali različnimi koncentracijami.
Spodnja infografika povzema razliko med galvanskim in koncentracijskim členom.
Povzetek – Galvanski člen proti koncentracijski celici
Galvanski člen je vrsta elektrokemične celice, ki uporablja spontane redoks reakcije za ustvarjanje električne energije. Koncentracijska celica je vrsta galvanskega člena, v katerem sta dve polovici celice podobne sestave. Zato je ključna razlika med galvansko celico in koncentracijsko celico ta, da ima galvanska celica lahko ali pa tudi ne dva polčlena z enako sestavo, medtem ko ima koncentracijska celica dva polčlena z enako sestavo.
