La diferència clau entre la cel·la galvànica i la cel·la de concentració és que una pila galvànica pot tenir o no les dues mitges cel·les amb la mateixa composició, mentre que una cel·la de concentració té dues mitges cel·les amb la mateixa composició.
Tant la cel·la galvànica com la cel·la de concentració són cèl·lules electroquímiques. Una cèl·lula electroquímica és un dispositiu que pot generar electricitat mitjançant una reacció química o fer que es produeixi una reacció química mitjançant l'electricitat.
Què és una cèl·lula galvànica?
Una cèl·lula galvànica és un tipus de cèl·lula electroquímica que utilitza reaccions redox espontànies per generar energia elèctrica. Un sinònim d'aquesta cèl·lula és la cèl·lula voltaica. La cel·la conté dues mitges cel·les que poden ser de la mateixa composició o de diferents composicions. Cada mitja cel·la conté un elèctrode i un electròlit. L'elèctrode ha d'estar submergit a la solució electrolítica. De vegades, aquests electròlits estan completament separats, però altres vegades només estan separats per una barrera porosa. Quan els electròlits estan completament separats, hem d'utilitzar un pont de sal per mantenir el moviment dels ions entre els dos electròlits.
Figura 01: Cèl·lula galvànica simple
En preparar aquesta cèl·lula, hem de considerar si els elèctrodes i els electròlits són espontanis o no. Ho podem trobar teòricament calculant els potencials d'elèctrode de cada mitja cel·la. Tanmateix, la meitat de la cèl·lula hauria de mostrar oxidació, mentre que l' altra meitat de la cèl·lula hauria de mostrar una reacció de reducció. L'oxidació es produeix a l'ànode, mentre que la reducció es produeix al càtode. Com que una cèl·lula galvànica (voltaica) utilitza l'energia alliberada durant una reacció redox espontània per generar electricitat, les cèl·lules galvàniques són importants com a font d'energia elèctrica. Produeixen corrent continu.
Què és una cèl·lula de concentració?
La cèl·lula de concentració és un tipus de cel·la galvànica en què les dues mitges cel·les de la cel·la són de composició similar. Per tant, diem que les dues mitges cel·les són equivalents. Només es diferencien en concentració. La tensió produïda per aquesta cèl·lula és molt petita ja que aquesta cèl·lula tendeix a obtenir un estat d'equilibri. L'equilibri arriba quan les concentracions de les dues mitges cèl·lules s'iguals.
La cèl·lula de concentració produeix electricitat mitjançant la reducció de l'energia lliure termodinàmica del sistema. Com que la composició de les mitges cèl·lules és similar, es produeix la mateixa reacció, però en direccions oposades. Aquest procés augmenta la concentració de la cel·la de concentració més baixa i disminueix la concentració de la cel·la de concentració més alta. A mesura que flueix l'electricitat, es genera energia tèrmica. La cèl·lula absorbeix aquesta energia en forma de calor. Hi ha dos tipus de cèl·lules de concentració:
- Cel·la de concentració d'electròlits: els elèctrodes estan formats per la mateixa substància i les mitges cel·les contenen el mateix electròlit amb concentracions diferents
- Cel·la de concentració d'electrodes: dos elèctrodes (de la mateixa substància) de diferents concentracions estan submergits en el mateix electròlit
Quina diferència hi ha entre la cèl·lula galvànica i la cèl·lula de concentració?
Una cèl·lula galvànica és un tipus de cèl·lula electroquímica que utilitza reaccions redox espontànies per generar energia elèctrica. Una cèl·lula de concentració, en canvi, és un tipus de cel·la galvànica en què les dues mitges cel·les de la cel·la són de composició similar. Per tant, la diferència clau entre la cel·la galvànica i la cel·la de concentració és que la cel·la galvànica pot tenir o no les dues mitges cel·les amb la mateixa composició, mentre que la cel·la de concentració té dues mitges cel·les amb la mateixa composició..
A més, els elèctrodes de la cèl·lula galvànica poden estar fets de la mateixa substància o de diferents substàncies, mentre que els elèctrodes de la cèl·lula de concentració estan fets de la mateixa substància amb la mateixa concentració o diferents concentracions. A més d'aquestes, les cel·les galvàniques tenen el mateix electròlit o electròlits diferents en dues mitges cel·les, mentre que les cel·les de concentració tenen el mateix electròlit amb la mateixa concentració o amb concentracions diferents.
La infografia següent resumeix la diferència entre la cel·la galvànica i la cel·la de concentració.
Resum: cèl·lula galvànica vs cèl·lula de concentració
Una cèl·lula galvànica és un tipus de cèl·lula electroquímica que utilitza reaccions redox espontànies per generar energia elèctrica. La cel·la de concentració és un tipus de cel·la galvànica en la qual les dues mitges cel·les de la cel·la tenen una composició similar. Per tant, la diferència clau entre la cel·la galvànica i la cel·la de concentració és que la cel·la galvànica pot tenir o no les dues mitges cel·les amb la mateixa composició, mentre que la cel·la de concentració té dues mitges cel·les amb la mateixa composició..
