Nøgleforskellen mellem galvanisk celle og koncentrationscelle er, at en galvanisk celle muligvis har de to halvceller med samme sammensætning, mens en koncentrationscelle har to halvceller med samme sammensætning.
Både den galvaniske celle og koncentrationscellen er elektrokemiske celler. En elektrokemisk celle er en enhed, der kan generere elektricitet ved hjælp af en kemisk reaktion eller få en kemisk reaktion til at ske ved hjælp af elektricitet.
Hvad er en galvanisk celle?
En galvanisk celle er en type elektrokemisk celle, der bruger spontane redoxreaktioner til at generere elektrisk energi. Et synonym for denne celle er voltaisk celle. Cellen indeholder to halve celler, der enten kan være af samme sammensætning eller af forskellig sammensætning. Hver halvcelle indeholder en elektrode og en elektrolyt. Elektroden skal nedsænkes i den elektrolytiske opløsning. Nogle gange er disse elektrolytter fuldstændig adskilte, men andre gange er de kun adskilt af en porøs barriere. Når elektrolytterne er helt adskilt, skal vi bruge en s altbro for at opretholde bevægelsen af ioner mellem de to elektrolytter.
Figur 01: Simpel galvanisk celle
Når vi forbereder denne celle, skal vi overveje, om elektroderne og elektrolytterne er spontane eller ej. Vi kan finde det teoretisk ved at beregne elektrodepotentialerne for hver halvcelle. Den ene halvcelle skal dog vise oxidation, mens den anden halvcelle skal vise en reduktionsreaktion. Oxidation sker ved anoden, hvorimod reduktion sker ved katoden. Da en galvanisk (voltaisk) celle bruger den energi, der frigives under en spontan redoxreaktion, til at generere elektricitet, er galvaniske celler vigtige som en kilde til elektrisk energi. De producerer jævnstrøm.
Hvad er en koncentrationscelle?
Koncentrationscelle er en type galvanisk celle, hvor de to halvceller i cellen er ens i sammensætning. Derfor siger vi, at de to halve celler er ækvivalente. De adskiller sig kun i koncentration. Spændingen produceret af denne celle er meget lille, da denne celle har tendens til at opnå en ligevægtstilstand. Ligevægten kommer, når koncentrationerne af de to halvceller bliver lige store.
Koncentrationscellen producerer elektricitet via reduktion af termodynamisk fri energi i systemet. Da sammensætningen af halvcellerne er ens, sker den samme reaktion, men i modsatte retninger. Denne proces øger koncentrationen af cellen med lavere koncentration og reducerer koncentrationen af cellen med højere koncentration. Når elektriciteten strømmer, genereres termisk energi. Cellen optager denne energi som varme. Der er to typer koncentrationsceller som følger:
- Elektrolytkoncentrationscelle – elektroderne består af det samme stof, og halvcellerne indeholder den samme elektrolyt med forskellige koncentrationer
- Elektrodekoncentrationscelle – to elektroder (af samme stof) med forskellige koncentrationer dyppes i den samme elektrolyt
Hvad er forskellen mellem galvanisk celle og koncentrationscelle?
En galvanisk celle er en type elektrokemisk celle, der bruger spontane redoxreaktioner til at generere elektrisk energi. En koncentrationscelle er på den anden side en type galvanisk celle, hvor de to halvceller i cellen ligner hinanden i sammensætning. Derfor er den vigtigste forskel mellem galvanisk celle og koncentrationscelle, at galvanisk celle muligvis har de to halvceller med samme sammensætning, mens koncentrationscellen har to halvceller med samme sammensætning.
Desuden kan elektroderne i galvaniske celler være lavet af enten det samme stof eller forskellige stoffer, mens elektroderne i koncentrationscellen er lavet af det samme stof med enten den samme koncentration eller forskellige koncentrationer. Ud over disse har galvaniske celler den samme elektrolyt eller forskellige elektrolytter i to halvceller, mens koncentrationsceller har den samme elektrolyt med enten den samme koncentration eller forskellige koncentrationer.
Nedenstående infografik opsummerer forskellen mellem galvanisk celle og koncentrationscelle.
Opsummering – galvanisk celle vs koncentrationscelle
En galvanisk celle er en type elektrokemisk celle, der bruger spontane redoxreaktioner til at generere elektrisk energi. Koncentrationscelle er en type galvanisk celle, hvor de to halvceller i cellen er ens i sammensætning. Derfor er den vigtigste forskel mellem galvanisk celle og koncentrationscelle, at galvanisk celle muligvis har de to halvceller med samme sammensætning, mens koncentrationscellen har to halvceller med samme sammensætning.
