Diferența dintre celula Daniell și celula galvanică

Principala diferență - celula Daniell vs celula galvanică

O celulă electrochimică este un dispozitiv capabil să genereze electricitate din reacțiile chimice sau să faciliteze o reacție chimică cu electricitate. Aceste celule sunt compuse din două celule jumătate. Există un electrod și un electrolit pe fiecare jumătate de celulă. Uneori ambii electrozi sunt plasați în același recipient, dar cei doi electroliți sunt separați printr-o barieră poroasă. Celula Daniell și celula galvanică sunt exemple de celule electrochimice. O celulă Daniell este un tip de celulă electrochimică compusă din electrozi de cupru și zinc. O celulă galvanică este o celulă electrochimică care utilizează energia electrică generată de reacțiile redox spontane. Principala diferență dintre celula Daniell și celula galvanică este aceea Celula Daniell folosește doar cupru și zinc ca electrozi, în timp ce o celulă galvanică poate avea o varietate de metale ca și electrozi.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este o celulă Daniell
      - Definiție, cum funcționează
2. Ce este o celulă galvanică
      - Definiție, cum funcționează
3. Care sunt asemănările dintre celula Daniell și celula galvanică
      - Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre celula Daniell și celula galvanică
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni-cheie: cupru, celula Daniell, celula electrochimică, electrozi, electroliți, celula galvanică, reacții de tip half-cell, oxidare, redox, reducere, celule voltaice, zinc

Ce este o celulă Daniell

Celula Daniell este un tip de celulă electrochimică compusă dintr-un electrod de cupru și un electrod de zinc scufundat în sulfat de cupru (II) și, respectiv, sulfat de zinc. Prin urmare, această celulă utilizează doi electroliți. Un electrolit este o substanță care se poate separa în ioni atunci când este dizolvată în apă. Acești ioni sunt capabili să conducă electricitate prin soluția apoasă a acelei substanțe.

O jumătate de celulă din celula Daniell este compusă dintr-un electrod cupru imersat într-o soluție de sulfat de cupru (II), iar celălalt celulă este compus dintr-un electrod de zinc imersat într-o soluție de sulfat de zinc. Există o reacție redox care oferă electroni pentru conductivitatea electrică. Zincul este folosit ca anod. Cuprul este catodul. Cele două reacții la jumătate sunt prezentate mai jos.

Anod: Zn_(E)   → Zn⁺²_(Aq)   +   2e

Catod: Cu⁺²_(Aq)   + 2e → Cu_(E)

În anod, zincul este oxidat în ionul de zinc (II). În catod, ionul de cupru (II) este redus la cupru. Reacția totală poate fi dată ca mai jos.

Zn_(E)    +    cu⁺²_(Aq)       → Zn⁺²_(Aq)     +     cu_(E)

Figura 1: Diagrama schematică a celulei Daniell

Pentru demonstrarea ușoară a celulei, cei doi electroliți sunt separați unul de altul și o punte de sare este folosită pentru mișcarea ionilor. Podul de sare este umplut cu un compus care nu interferează cu reacția redox care are loc în celulă. Dar într-o celulă actuală Daniell, se utilizează o barieră poroasă pentru a separa cele două soluții electrolitice. Această barieră poroasă nu poate controla mișcarea ionilor de cupru în sulfat de zinc și invers. Acest lucru face imposibilă reîncărcarea.

Ce este o celulă galvanică

Celula galvanică este un tip de celulă electrochimică care utilizează reacții redox spontane pentru a genera energie electrică. Aceasta se mai numește a celula voltaică. Celula este compusă din două celule jumătate. Fiecare jumătate de celulă este compusă dintr-un electrod și un electrolit. Electrodul este scufundat în soluția electrolitică. Uneori acești electroliți sunt complet separați, dar de celelalte ori sunt separați doar de o barieră poroasă. Atunci când electroliții sunt complet separați, se utilizează o punte de sare pentru a menține mișcarea ionilor dintre cei doi electroliți.

Figura 2: Un exemplu de celulă galvanică

Electrozii și electroliții sunt aleși luând în considerare dacă sunt spontani sau nu. Acest lucru poate fi găsit teoretic prin calcularea potențialului electrodului fiecărei jumătăți de celulă. Totuși, o jumătate de celulă ar trebui să prezinte oxidare, în timp ce o altă jumătate de celulă ar trebui să prezinte reacție de reducere Oxidarea are loc la anod, în timp ce reducerea are loc la catod. Deoarece o celulă galvanică (voltaică) utilizează energia eliberată în timpul unei reacții redox spontane pentru generarea energiei electrice, celulele galvanice sunt folosite ca surse de energie electrică. Ele produc curent continuu.

Asemănări între celula Daniell și celula galvanică

• Ambele sunt exemple de celule electrolitice.
• Ambele sunt compuse din jumătăți de celule care sunt compuse din electrozi și electroliți.
• Electroliții pot fi separați complet sau separați de o membrană poroasă.

Diferența dintre celula Daniell și celula galvanică

Definiție

Daniell Cell: Celula Daniell este un tip de celulă electrochimică compusă dintr-un electrod de cupru și un electrod de zinc scufundat în sulfat de cupru (II) și respectiv în sulfat de zinc.

Celula galvanică: Celula galvanică este un tip de celulă electrochimică care utilizează reacții redox spontane pentru a genera energie electrică.

Anod

Daniell Cell: Anodul celulei Daniell este un electrod de zinc.

Celula galvanică: Anodul celulă galvanică este un metal care poate fi oxidat.

Catod

Daniell Cell: Catodul celulei Daniell este un electrod de cupru.

Celula galvanică: Catodul celulă galvanică este un metal care poate fi redus.

electroliţi

Daniell Cell: Electroliții utilizați pentru celula Daniell sunt sulfatul de cupru (II) și sulfatul de zinc.

Celula galvanică: Electroliții utilizați pentru celula galvanică sunt sărurile metalelor fiecărui electrod.

Concluzie

Atât celula Daniell cât și cel galvanic sunt celule electrochimice. Aceste celule utilizează reacții redox spontane pentru generarea de energie electrică. Această energie produsă poate fi folosită pentru o muncă externă. Diferența cheie dintre celula Daniell și celula galvanică este că celula Daniell folosește numai cupru și zinc ca electrozi, în timp ce o celulă galvanică poate avea o varietate de metale ca electrozi.

Referințe:

1. "Celulele electrochimice." Chimie LibreTexts, Libretexts, 18 Apr. 2017, Disponibil aici.
2. Helmenstine, Ph.D. Ana Maria. "Cum funcționează celulele electrochimice" ThoughtCo, disponibil aici.
3. "Celula Daniell". Wikipedia, Fundația Wikimedia, 15 octombrie 2017, disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Celula Daniell" de Antimoni - Activitate proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commimedia (Relabeled)
2. "Celula galvanică fără etichetă" De Hazmat2 - Lucrări proprii (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons (etichetat)