Pagrindinis skirtumas tarp galvaninių elementų ir koncentracijos elementų yra tas, kad galvaninis elementas gali turėti arba neturėti dviejų tos pačios sudėties pusinių elementų, o koncentracijos elementas turi dvi tos pačios sudėties pusines.
Tiek galvaninis elementas, tiek koncentracijos elementas yra elektrocheminiai elementai. Elektrocheminis elementas yra įtaisas, galintis generuoti elektros energiją naudojant cheminę reakciją arba sukelti cheminę reakciją naudojant elektrą.
Kas yra galvaninis elementas?
Galvaninis elementas yra elektrocheminių elementų tipas, kuris elektros energijai generuoti naudoja spontaniškas redokso reakcijas. Šios ląstelės sinonimas yra voltinis elementas. Ląstelėje yra dvi pusės ląstelės, kurios gali būti tos pačios sudėties arba skirtingos sudėties. Kiekvienoje pusėje yra elektrodas ir elektrolitas. Elektrodas turi būti panardintas į elektrolitinį tirpalą. Kartais šie elektrolitai yra visiškai atskiri, bet kartais juos skiria tik akytasis barjeras. Kai elektrolitai yra visiškai atskirti, turime naudoti druskos tiltelį, kad išlaikytume jonų judėjimą tarp dviejų elektrolitų.
01 pav.: paprastas galvaninis elementas
Ruošdami šį elementą turime atsižvelgti į tai, ar elektrodai ir elektrolitai yra savaiminiai, ar ne. Jį teoriškai galime rasti apskaičiavę kiekvienos pusės elemento elektrodo potencialą. Tačiau pusė ląstelės turėtų rodyti oksidaciją, o kita pusė - redukcijos reakcija. Anode vyksta oksidacija, o katode – redukcija. Kadangi galvaninis (voltinis) elementas naudoja spontaniškos redokso reakcijos metu išsiskiriančią energiją elektrai gaminti, galvaniniai elementai yra svarbūs kaip elektros energijos š altinis. Jie gamina nuolatinę srovę.
Kas yra koncentracijos ląstelė?
Koncentracijos elementas yra galvaninių elementų tipas, kuriame dvi elemento pusės yra panašios sudėties. Todėl sakome, kad dvi pusės ląstelės yra lygiavertės. Jie skiriasi tik koncentracija. Šio elemento sukuriama įtampa yra labai maža, nes šis elementas linkęs įgyti pusiausvyros būseną. Pusiausvyra atsiranda tada, kai dviejų pusinių ląstelių koncentracijos tampa vienodos.
Koncentracijos elementas gamina elektros energiją sumažindamas sistemos termodinaminę laisvąją energiją. Kadangi pusės ląstelių sudėtis yra panaši, vyksta ta pati reakcija, tačiau priešingomis kryptimis. Šis procesas padidina mažesnės koncentracijos ląstelės koncentraciją ir sumažina didesnės koncentracijos ląstelės koncentraciją. Tekant elektrai susidaro šiluminė energija. Ląstelė sugeria šią energiją kaip šilumą. Yra dviejų tipų koncentracijos ląstelės:
- Elektrolito koncentracijos elementas – elektrodai sudaryti iš tos pačios medžiagos, o puselėse yra tas pats elektrolitas su skirtingomis koncentracijomis
- Elektrodų koncentracijos elementas – du skirtingos koncentracijos elektrodai (tos pačios medžiagos) panardinami į tą patį elektrolitą
Kuo skiriasi galvaninis elementas ir koncentracijos elementas?
Galvaninis elementas yra elektrocheminių elementų tipas, kuris elektros energijai generuoti naudoja spontaniškas redokso reakcijas. Kita vertus, koncentracijos elementas yra galvaninių elementų tipas, kuriame dvi ląstelės pusės yra panašios sudėties. Todėl pagrindinis skirtumas tarp galvaninių elementų ir koncentracijos elementų yra tas, kad galvaninis elementas gali turėti arba neturėti dviejų tos pačios sudėties pusinių elementų, o koncentracijos elementas turi du tokios pačios sudėties pusinius elementus.
Be to, galvaninio elemento elektrodai gali būti pagaminti iš tos pačios medžiagos arba iš skirtingų medžiagų, o koncentracijos elemento elektrodai yra pagaminti iš tos pačios koncentracijos arba skirtingų koncentracijų medžiagos. Be to, galvaniniuose elementuose yra tas pats elektrolitas arba skirtingi elektrolitai dviejuose puseliuose, o koncentracijos elementuose yra tas pats elektrolitas, kurio koncentracija yra tokia pati arba skirtingos.
Toliau pateiktoje infografikoje apibendrinamas skirtumas tarp galvaninių elementų ir koncentracijos elementų.
Santrauka – galvaninis elementas ir koncentracijos elementas
Galvaninis elementas yra elektrocheminių elementų tipas, kuris elektros energijai generuoti naudoja spontaniškas redokso reakcijas. Koncentracijos elementas yra galvaninių elementų tipas, kuriame dvi elemento pusės yra panašios sudėties. Todėl pagrindinis skirtumas tarp galvaninių elementų ir koncentracijos elementų yra tas, kad galvaninis elementas gali turėti arba neturėti dviejų tos pačios sudėties pusinių elementų, o koncentracijos elementas turi dvi tos pačios sudėties pusines.
