تفاوت کلیدی بین سلول الکتروشیمیایی و سلول گالوانیکی این است که بیشتر سلول های الکتروشیمیایی تمایل به تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی دارند، در حالی که سلول های گالوانیکی تمایل دارند انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.
واکنش های اکسیداسیون و کاهش نقش مهمی در الکتروشیمی دارند. در یک واکنش اکسیداسیون - احیا، الکترون ها از یک واکنش دهنده به واکنش دهنده دیگر منتقل می شوند. ماده ای که الکترون را می پذیرد عامل کاهنده است در حالی که ماده ای که الکترون را می دهد عامل اکسید کننده است. عامل کاهنده مسئول کاهش واکنش دهنده دیگر در حالی است که خود تحت اکسیداسیون قرار می گیرد. برای عامل اکسید کننده، این برعکس است.این واکنش ها در دو نیمه واکنش رخ می دهد تا اکسیداسیون و کاهش جداگانه را نشان دهد. بنابراین، تعداد الکترون هایی که به داخل یا خارج می شوند را نشان می دهد.
سلول الکتروشیمیایی چیست؟
یک سلول الکتروشیمیایی ترکیبی از یک عامل کاهنده و اکسید کننده است که از نظر فیزیکی از یکدیگر جدا شده اند. معمولا این جداسازی را توسط پل نمکی انجام می دهیم. اگرچه آنها از نظر فیزیکی از هم جدا هستند، هر دو نیمه سلول در تماس شیمیایی با یکدیگر هستند. سلول های الکترولیتی و گالوانیکی دو نوع سلول الکتروشیمیایی هستند.
واکنش های کاهش اکسیداسیون هم در سلول های الکترولیتی و هم در سلول های گالوانیکی انجام می شود. بنابراین در یک سلول الکتروشیمیایی دو الکترود به عنوان آند و کاتد وجود دارد. هر دو الکترود از خارج با یک ولت متر با مقاومت بالا متصل می شوند. بنابراین، جریان بین الکترودها منتقل نمی شود. بنابراین، این ولت متر به حفظ ولتاژ مشخصی بین الکترودهایی که در آن واکنش های اکسیداسیون انجام می شود کمک می کند.
شکل 01: سلول الکتروشیمیایی
واکنش اکسیداسیون روی آند و واکنش کاهش روی کاتد انجام می شود. باید آنها را در محلول های الکترولیت جداگانه غوطه ور کنیم. به طور معمول این محلول ها محلول های یونی مربوط به نوع الکترود هستند. به عنوان مثال، الکترودهای مس را در محلول سولفات مس و الکترودهای نقره را در محلول کلرید نقره غوطه ور می کنیم. این راه حل ها متفاوت است. از این رو، آنها باید از هم جدا شوند. رایج ترین راه برای جداسازی آنها، پل نمکی است. در یک سلول الکتروشیمیایی، انرژی پتانسیل سلول به یک جریان الکتریکی تبدیل می‌شود که می‌توانیم از آن برای روشن کردن یک لامپ یا انجام کارهای الکتریکی دیگر استفاده کنیم.
سلول گالوانیک چیست؟
سلول های گالوانیکی یا ولتایی انرژی الکتریکی را ذخیره می کنند. باتری ها از یک سری سلول های گالوانیکی برای تولید ولتاژ بالاتر ساخته می شوند. واکنش‌ها در دو الکترود در سلولهای گالوانیک به طور خود به خود ادامه می‌یابند. هنگامی که واکنش ها انجام می شود، یک جریان الکترون از آند به کاتد از طریق یک رسانای خارجی وجود دارد.
شکل 02: یک سلول گالوانیکی
برای مثال، اگر دو الکترود نقره و مس در یک سلول گالوانیکی باشند، الکترود نقره نسبت به الکترود مس مثبت است. الکترود مس آند است و تحت واکنش اکسیداسیون قرار می گیرد و الکترون آزاد می کند. این الکترون ها از طریق مدار خارجی به کاتد نقره می روند. از این رو، کاتد نقره تحت واکنش کاهش قرار می گیرد.یک اختلاف پتانسیل بین دو الکترود ایجاد می شود که به جریان الکترون اجازه می دهد. در زیر واکنش سلولی خود به خود سلول گالوانیک فوق آمده است.
2 Ag+ (aq) + Cu(s) ⇌ 2 Ag (s) + Cu2+ (aq)
تفاوت بین سلول الکتروشیمیایی و سلول گالوانیکی چیست؟
دو نوع سلول الکتروشیمیایی وجود دارد که سلول های الکترولیتی و سلول های گالوانیکی هستند. تفاوت اصلی بین سلول الکتروشیمیایی و سلول گالوانیکی این است که بیشتر سلول های الکتروشیمیایی تمایل دارند انرژی الکتریکی را به انرژی شیمیایی تبدیل کنند، در حالی که سلول های گالوانیکی تمایل دارند انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. علاوه بر این، در اکثر سلول های الکتروشیمیایی مانند سلول های الکترولیتی، آند پایانه مثبت است در حالی که کاتد پایانه منفی است. با این حال، در سلول گالوانیکی، آند پایانه منفی و کاتد پایانه مثبت است.
علاوه بر این، یک تفاوت دیگر بین سلول الکتروشیمیایی و سلول گالوانیکی این است که در سلول های الکتروشیمیایی، مانند سلول های الکترولیتی، واکنش های شیمیایی غیر خود به خودی انجام می شود، اما در سلول های گالوانی، واکنش های شیمیایی خود به خودی انجام می شود.
خلاصه - الکتروشیمیایی در مقابل سلول گالوانیکی
دو نوع سلول الکتروشیمیایی وجود دارد که سلول های الکترولیتی و سلول های گالوانیکی هستند. تفاوت اصلی بین سلول الکتروشیمیایی و سلول گالوانیکی در این است که بیشتر سلول های الکتروشیمیایی تمایل به تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی دارند، در حالی که سلول های گالوانیکی تمایل دارند انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.
