ელექტროქიმიურ უჯრედსა და გალვანურ უჯრედს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ელექტროქიმიური უჯრედების უმეტესობა ელექტრულ ენერგიას ქიმიურ ენერგიად გარდაქმნის, ხოლო გალვანური უჯრედები ქიმიურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის.
ჟანგვის და შემცირების რეაქციები მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ელექტროქიმიაში. ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციის დროს ელექტრონები გადაეცემა ერთი რეაგენტიდან მეორეზე. ნივთიერება, რომელიც იღებს ელექტრონებს, არის შემამცირებელი აგენტი, ხოლო ნივთიერება, რომელიც ათავისუფლებს ელექტრონს, არის ჟანგვის აგენტი. შემცირების აგენტი პასუხისმგებელია სხვა რეაქტიული ნივთიერების შემცირებაზე თავად ჟანგვის დროს; ჟანგვის აგენტისთვის ეს პირიქითაა.ეს რეაქციები წარმოიქმნება ორ ნახევრად რეაქციაში, რათა აჩვენონ ცალკეული დაჟანგვა და შემცირება; ამრიგად, ის აჩვენებს ელექტრონების რაოდენობას, რომლებიც მოძრაობენ შიგნით ან გარეთ.
რა არის ელექტროქიმიური უჯრედი?
ელექტროქიმიური უჯრედი არის აღმდგენი და ჟანგვის აგენტის კომბინაცია, რომლებიც ფიზიკურად გამოყოფილია ერთმანეთისგან. ჩვეულებრივ, ჩვენ ვაკეთებთ ამ გამოყოფას მარილის ხიდით. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ფიზიკურად გამოყოფილია, ორივე ნახევარუჯრედი ერთმანეთთან ქიმიურ კონტაქტშია. ელექტროლიტური და გალვანური უჯრედები ელექტროქიმიური უჯრედების ორი ტიპია.
ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები მიმდინარეობს როგორც ელექტროლიტურ, ისე გალვანურ უჯრედებში. ამრიგად, ელექტროქიმიურ უჯრედში არის ორი ელექტროდი, როგორც ანოდი და კათოდი. ორივე ელექტროდი გარედან უკავშირდება მაღალი რეზისტენტული ვოლტმეტრით; ამიტომ ელექტროდებს შორის დენი არ გადადის. ამიტომ, ეს ვოლტმეტრი ხელს უწყობს გარკვეული ძაბვის შენარჩუნებას ელექტროდებს შორის, სადაც ხდება ჟანგვის რეაქციები.
სურათი 01: ელექტროქიმიური უჯრედი
დაჟანგვის რეაქცია ხდება ანოდზე, ხოლო შემცირების რეაქცია - კათოდზე. ჩვენ უნდა ჩავუღრმავოთ ისინი ცალკეულ ელექტროლიტურ ხსნარებში. ჩვეულებრივ, ეს ხსნარები არის იონური ხსნარები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტროდის ტიპთან. მაგალითად, სპილენძის ელექტროდებს ჩავძირავთ სპილენძის სულფატის ხსნარში და ვერცხლის ელექტროდებს ვერცხლის ქლორიდის ხსნარში. ეს გადაწყვეტილებები განსხვავებულია; ამიტომ, ისინი უნდა განცალკევდეს. მათი განცალკევების ყველაზე გავრცელებული გზა არის მარილის ხიდი. ელექტროქიმიურ უჯრედში უჯრედის პოტენციური ენერგია გარდაიქმნება ელექტრულ დენად, რომელიც შეგვიძლია გამოვიყენოთ ნათურის გასანათებლად ან სხვა ელექტრული სამუშაოს შესასრულებლად.
რა არის გალვანური უჯრედი?
გალვანური ან ვოლტაური უჯრედები ინახავს ელექტრო ენერგიას. ბატარეები მზადდება გალვანური უჯრედების სერიიდან უფრო მაღალი ძაბვის წარმოებისთვის. გალვანურ უჯრედებში ორ ელექტროდზე რეაქციები სპონტანურად მიმდინარეობს. როდესაც რეაქციები მიმდინარეობს, ხდება ელექტრონების ნაკადი ანოდიდან კათოდში გარე გამტარის მეშვეობით.
სურათი 02: გალვანური უჯრედი
მაგალითად, თუ ორი ელექტროდი არის ვერცხლი და სპილენძი გალვანურ უჯრედში, ვერცხლის ელექტროდი დადებითია სპილენძის ელექტროდთან მიმართებაში. სპილენძის ელექტროდი არის ანოდი და ის განიცდის ჟანგვის რეაქციას და ათავისუფლებს ელექტრონებს. ეს ელექტრონები მიდიან ვერცხლის კათოდში გარე მიკროსქემის მეშვეობით. ამრიგად, ვერცხლის კათოდი განიცდის შემცირების რეაქციას.ორ ელექტროდს შორის წარმოიქმნება პოტენციური სხვაობა, რაც ელექტრონის ნაკადის საშუალებას იძლევა. ქვემოთ მოცემულია ზემოთ მოყვანილი გალვანური უჯრედის სპონტანური რეაქცია.
2 Ag+ (aq) + Cu(s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
რა განსხვავებაა ელექტროქიმიურ უჯრედსა და გალვანურ უჯრედს შორის?
არსებობს ელექტროქიმიური უჯრედების ორი ტიპი, როგორც ელექტროლიტური უჯრედები და გალვანური უჯრედები. ელექტროქიმიურ უჯრედსა და გალვანურ უჯრედს შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ ელექტროქიმიური უჯრედების უმეტესობა ელექტრულ ენერგიას ქიმიურ ენერგიად გარდაქმნის, ხოლო გალვანური უჯრედები ქიმიურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის. გარდა ამისა, უმეტეს ელექტროქიმიურ უჯრედებში, როგორიცაა ელექტროლიტური უჯრედები, ანოდი არის დადებითი ტერმინალი, ხოლო კათოდი არის უარყოფითი ტერმინალი; თუმცა, გალვანურ უჯრედში, ანოდი არის უარყოფითი ტერმინალი, ხოლო კათოდი არის დადებითი ტერმინალი.
უფრო მეტიც, კიდევ ერთი განსხვავება ელექტროქიმიურ უჯრედსა და გალვანურ უჯრედს შორის არის ის, რომ ელექტროქიმიურ უჯრედებში, როგორიცაა ელექტროლიტური უჯრედები, ხდება არასპონტანური ქიმიური რეაქციები, მაგრამ გალვანურ უჯრედებში ხდება სპონტანური ქიმიური რეაქციები.
რეზიუმე – ელექტროქიმიური და გალვანური უჯრედის წინააღმდეგ
არსებობს ელექტროქიმიური უჯრედების ორი ტიპი, როგორც ელექტროლიტური უჯრედები და გალვანური უჯრედები. ელექტროქიმიურ უჯრედსა და გალვანურ უჯრედს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ელექტროქიმიური უჯრედების უმეტესობა ელექტრულ ენერგიას ქიმიურ ენერგიად გარდაქმნის, ხოლო გალვანური უჯრედები ქიმიურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის.
