ההבדל העיקרי בין תא אלקטרוכימי לתא גלווני הוא שרוב התאים האלקטרוכימיים נוטים להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית, בעוד שתאים גלווניים נוטים להמיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.
תגובות חמצון והפחתה ממלאות תפקיד חשוב באלקטרוכימיה. בתגובת חמצון-חיזור, אלקטרונים מועברים ממגיב אחד למשנהו. החומר שמקבל אלקטרונים הוא הגורם המחמצן, ואילו החומר שמסגיר את האלקטרון הוא הגורם המחמצן. הגורם המצמצם אחראי להפחתת המגיב האחר תוך שהוא עובר חימצון עצמו; עבור חומר החמצון, זה להיפך.תגובות אלה מתרחשות בשתי חצי תגובות כדי להראות חמצון והפחתות נפרדות; לפיכך, הוא מראה את מספר האלקטרונים הנעים פנימה או החוצה.
מהו תא אלקטרוכימי?
תא אלקטרוכימי הוא שילוב של חומר מפחית ומחמצן, המופרדים פיזית זה מזה. בדרך כלל, אנו עושים את ההפרדה על ידי גשר מלח. למרות שהם מופרדים פיזית, שני חצאי התאים נמצאים במגע כימי זה עם זה. תאים אלקטרוליטיים וגלווניים הם שני סוגים של תאים אלקטרוכימיים.
תגובות חמצון-צמצום מתרחשות בתאים אלקטרוליטיים וגם בתאים גלווניים. לכן, בתא אלקטרוכימי, יש שתי אלקטרודות כאנודה וקתודה. שתי האלקטרודות מתחברות חיצונית עם מד מתח עמיד גבוה; לכן, זרם לא מועבר בין האלקטרודות. לכן, מד מתח זה עוזר לשמור על מתח מסוים בין האלקטרודות שבהן מתרחשות תגובות חמצון.
איור 01: תא אלקטרוכימי
תגובת החמצון מתרחשת על האנודה, בעוד שתגובת ההפחתה מתרחשת על הקתודה. אנחנו צריכים לטבול אותם בתמיסות אלקטרוליטים נפרדות. בדרך כלל, פתרונות אלו הם פתרונות יוניים הקשורים לסוג האלקטרודה. לדוגמה, אנו טובלים אלקטרודות נחושת בתמיסת נחושת סולפט ואלקטרודות כסף בתמיסת כסף כלוריד. פתרונות אלה שונים; לפיכך, יש להפריד ביניהם. הדרך הנפוצה ביותר להפריד ביניהם היא גשר מלח. בתא אלקטרוכימי, האנרגיה הפוטנציאלית של התא הופכת לזרם חשמלי, שנוכל להשתמש בו כדי להדליק נורה או לביצוע עבודת חשמל אחרת.
מהו תא גלווני?
תאים גלווניים או וולטאיים אוגרים אנרגיה חשמלית. סוללות עשויות מסדרה של תאים גלווניים כדי לייצר מתח גבוה יותר. התגובות בשתי האלקטרודות בתאים גלווניים נוטות להתקדם באופן ספונטני. כאשר התגובות מתרחשות, יש זרימה של אלקטרונים מהאנודה לקתודה דרך מוליך חיצוני.
איור 02: תא גלווני
לדוגמה, אם שתי האלקטרודות הן כסף ונחושת בתא גלווני, אלקטרודת הכסף חיובית ביחס לאלקטרודת הנחושת. אלקטרודת הנחושת היא האנודה, והיא עוברת תגובת חמצון ומשחררת אלקטרונים. אלקטרונים אלה עוברים לקתודה הכסף דרך המעגל החיצוני. לפיכך, קתודה כסף עוברת תגובת הפחתה.נוצר הפרש פוטנציאל בין שתי האלקטרודות, המאפשרות את זרימת האלקטרונים. להלן תגובת התא הספונטנית של התא הגלווני לעיל.
2 Ag+ (aq) + Cu(s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
מה ההבדל בין תא אלקטרוכימי לתא גלווני?
ישנם שני סוגים של תאים אלקטרוכימיים כתאים אלקטרוליטיים ותאים גלווניים. ההבדל העיקרי בין תא אלקטרוכימי לתא גלווני הוא שרוב התאים האלקטרוכימיים נוטים להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית, ואילו תאים גלווניים נוטים להמיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית. יתר על כן, ברוב התאים האלקטרוכימיים כגון תאים אלקטרוליטים, האנודה היא המסוף החיובי ואילו הקתודה היא המסוף השלילי; עם זאת, בתא הגלווני, האנודה היא המסוף השלילי והקתודה היא המסוף החיובי.
יתר על כן, הבדל נוסף בין תא אלקטרוכימי לתא גלווני הוא שבתאים אלקטרוכימיים, כמו תאים אלקטרוליטיים, מתרחשות תגובות כימיות לא ספונטניות, אבל בתאים גלווניים מתרחשות תגובות כימיות ספונטניות.
סיכום – תא אלקטרוכימי מול וגלווני
ישנם שני סוגים של תאים אלקטרוכימיים כתאים אלקטרוליטיים ותאים גלווניים. ההבדל העיקרי בין תא אלקטרוכימי לתא גלווני הוא שרוב התאים האלקטרוכימיים נוטים להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית, בעוד שתאים גלווניים נוטים להמיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.
