Der Hauptunterschied zwischen galvanischer Zelle und Konzentrationszelle besteht darin, dass eine galvanische Zelle zwei Halbzellen mit derselben Zusammensetzung haben kann oder nicht, während eine Konzentrationszelle zwei Halbzellen mit derselben Zusammensetzung hat.
Sowohl die galvanische Zelle als auch die Konzentrationszelle sind elektrochemische Zellen. Eine elektrochemische Zelle ist ein Gerät, das mithilfe einer chemischen Reaktion Strom erzeugen oder mithilfe von Elektrizität eine chemische Reaktion auslösen kann.
Was ist eine galvanische Zelle?
Eine galvanische Zelle ist eine Art elektrochemische Zelle, die spontane Redoxreaktionen nutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. Ein Synonym für diese Zelle ist voltaische Zelle. Die Zelle enthält zwei Halbzellen, die entweder die gleiche Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen haben können. Jede Halbzelle enthält eine Elektrode und einen Elektrolyten. Die Elektrode sollte in die Elektrolytlösung eingetaucht werden. Manchmal sind diese Elektrolyte vollständig getrennt, aber manchmal sind sie nur durch eine poröse Barriere getrennt. Wenn die Elektrolyte vollständig getrennt sind, müssen wir eine Salzbrücke verwenden, um die Ionenbewegung zwischen den beiden Elektrolyten aufrechtzuerh alten.
Abbildung 01: Einfache galvanische Zelle
Bei der Vorbereitung dieser Zelle müssen wir berücksichtigen, ob die Elektroden und Elektrolyte spontan sind oder nicht. Wir können es theoretisch finden, indem wir die Elektrodenpotentiale jeder Halbzelle berechnen. Jedoch sollte eine Halbzelle eine Oxidation zeigen, während die andere Halbzelle eine Reduktionsreaktion zeigen sollte. An der Anode findet eine Oxidation statt, an der Kathode eine Reduktion. Da eine galvanische (voltaische) Zelle die bei einer spontanen Redoxreaktion freigesetzte Energie zur Stromerzeugung nutzt, sind galvanische Zellen als Quelle elektrischer Energie wichtig. Sie erzeugen Gleichstrom.
Was ist eine Konzentrationszelle?
Konzentrationszelle ist eine Art galvanische Zelle, bei der die beiden Halbzellen der Zelle eine ähnliche Zusammensetzung haben. Daher sagen wir, dass die beiden Halbzellen äquivalent sind. Sie unterscheiden sich nur in der Konzentration. Die von dieser Zelle erzeugte Spannung ist sehr klein, da diese Zelle dazu neigt, einen Gleichgewichtszustand einzunehmen. Das Gleichgewicht stellt sich ein, wenn die Konzentrationen der beiden Halbzellen gleich werden.
Die Konzentrationszelle erzeugt Strom durch Reduktion der thermodynamischen freien Energie des Systems. Da die Zusammensetzung der Halbzellen ähnlich ist, tritt die gleiche Reaktion auf, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Dieser Prozess erhöht die Konzentration der Zelle mit niedrigerer Konzentration und verringert die Konzentration der Zelle mit höherer Konzentration. Wenn der Strom fließt, wird thermische Energie erzeugt. Die Zelle nimmt diese Energie als Wärme auf. Es gibt zwei Arten von Konzentrationszellen:
- Elektrolytkonzentrationszelle – die Elektroden bestehen aus dem gleichen Stoff und die Halbzellen enth alten den gleichen Elektrolyten mit unterschiedlichen Konzentrationen
- Elektrodenkonzentrationszelle – zwei Elektroden (derselben Substanz) mit unterschiedlichen Konzentrationen werden in denselben Elektrolyten getaucht
Was ist der Unterschied zwischen galvanischer Zelle und Konzentrationszelle?
Eine galvanische Zelle ist eine Art elektrochemische Zelle, die spontane Redoxreaktionen nutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. Eine Konzentrationszelle hingegen ist eine Art galvanische Zelle, bei der die beiden Halbzellen der Zelle ähnlich zusammengesetzt sind. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen galvanischer Zelle und Konzentrationszelle darin, dass die galvanische Zelle die beiden Halbzellen mit derselben Zusammensetzung aufweisen kann oder nicht, während die Konzentrationszelle zwei Halbzellen mit derselben Zusammensetzung aufweist.
Außerdem können die Elektroden der galvanischen Zelle entweder aus der gleichen Substanz oder aus unterschiedlichen Substanzen bestehen, während die Elektroden der Konzentrationszelle aus der gleichen Substanz mit entweder der gleichen Konzentration oder unterschiedlichen Konzentrationen bestehen. Darüber hinaus haben galvanische Zellen denselben oder unterschiedliche Elektrolyte in zwei Halbzellen, während Konzentrationszellen denselben Elektrolyten mit entweder gleicher oder unterschiedlicher Konzentration haben.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen galvanischer Zelle und Konzentrationszelle zusammen.
Zusammenfassung – Galvanische Zelle vs. Konzentrationszelle
Eine galvanische Zelle ist eine Art elektrochemische Zelle, die spontane Redoxreaktionen nutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. Die Konzentrationszelle ist eine Art galvanische Zelle, bei der die beiden Halbzellen der Zelle eine ähnliche Zusammensetzung haben. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen galvanischer Zelle und Konzentrationszelle darin, dass die galvanische Zelle die beiden Halbzellen mit derselben Zusammensetzung aufweisen kann oder nicht, während die Konzentrationszelle zwei Halbzellen mit derselben Zusammensetzung aufweist.
