ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดและศักย์ของเซลล์คือศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดหมายถึงความสามารถของอิเล็กโทรดในเซลล์ที่จะถูกรีดิวซ์หรือออกซิไดซ์ ในขณะที่ศักย์ของเซลล์คือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่มีอยู่ในอิเล็กโทรดเคมี เซลล์
ศักย์ไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นคำศัพท์ที่อธิบายแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้าเคมี ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดให้ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเดียว ในขณะที่ศักย์ของเซลล์จะพิจารณาศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดของอิเล็กโทรดทั้งสอง
ศักยภาพของอิเล็กโทรดคืออะไร
ศักย์ไฟฟ้าคือแนวโน้มที่อิเล็กโทรดในเซลล์ไฟฟ้าเคมีจะลดลงหรือถูกออกซิไดซ์ เป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ มีปัจจัยสามประการที่ส่งผลต่อค่าศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด ได้แก่ ลักษณะของอิเล็กโทรด ความเข้มข้นของไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิ สำหรับเซลล์ไฟฟ้าเคมีใดๆ ศักย์ทั้งหมดคือผลรวมของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดทั้งสอง เราสามารถระบุศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเป็น E อย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถวัดศักย์ไฟฟ้าแบบแยกส่วนได้ จะต้องวัดด้วยปฏิกิริยากับอิเล็กโทรดอื่น
รูปที่ 01: เซลล์ไฟฟ้าเคมีอย่างง่าย
ยิ่งไปกว่านั้น ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดยังขึ้นกับความเข้มข้นของอิเล็กโทรด อุณหภูมิของเซลล์ไฟฟ้าเคมี และความดันด้วย (หากเซลล์มีอิเล็กโทรดแก๊ส) โดยทั่วไป ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจะถูกวัดโดยเทียบกับอิเล็กโทรดมาตรฐาน
อิเล็กโทรดมาตรฐานทั่วไปคืออิเล็กโทรดไฮโดรเจนและศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจะถูกเปลี่ยนเป็นศูนย์ นอกจากนี้ เราต้องใช้เงื่อนไขทางอุณหพลศาสตร์มาตรฐานในการวัดค่าศักย์ไฟฟ้า มิฉะนั้น เราไม่สามารถหาค่าศักย์ไฟฟ้าที่แน่นอนได้ เนื่องจากศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน ฯลฯ ในที่นี้ สภาวะทางอุณหพลศาสตร์มาตรฐาน ได้แก่ การวัดเทียบกับอิเล็กโทรดไฮโดรเจน สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้น 1 โมล/ลิตร ความดัน 1 ตู้เอทีเอ็ม และอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส
ศักยภาพของเซลล์คืออะไร
ศักย์ของเซลล์หมายถึงศักย์ไฟฟ้าทั้งหมดของเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มีอิเล็กโทรดสองขั้ว ในที่นี้ เซลล์ไฟฟ้าเคมีควรมีปฏิกิริยาครึ่งปฏิกิริยาแยกกันสองอันซึ่งเกิดขึ้นขนานกัน จากนั้นศักย์ของเซลล์จะเป็นดังนี้:
Ecell=ศักย์ไฟฟ้าออกซิเดชั่น + ศักย์ไฟฟ้ารีดักชั่น
ดังนั้น ศักย์ของเซลล์คือผลรวมของศักย์ไฟฟ้าขั้วลบและศักย์ไฟฟ้าขั้วบวก โวลตาอิกเซลล์ที่แท้จริงแตกต่างจากสภาวะมาตรฐาน จึงต้องปรับค่าทดลองให้ได้ค่ามาตรฐาน เป็นดังนี้:
Eเซลล์ =E0เซลล์ – (RT/nF)lnQ
โดยที่ Ecell คือศักย์ของเซลล์ทดลอง E0cell คือศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน, R คือค่าคงที่สากล, T คืออุณหภูมิ, n คือโมลของอิเล็กตรอนที่แลกเปลี่ยนในครึ่งปฏิกิริยา, F คือค่าคงที่ฟาราเดย์ และ Q คือผลหารของปฏิกิริยาทางอุณหพลศาสตร์
ความแตกต่างระหว่างศักยภาพของอิเล็กโทรดและศักยภาพของเซลล์คืออะไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดและศักย์ของเซลล์คือศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดหมายถึงความสามารถของอิเล็กโทรดในเซลล์ที่จะถูกรีดิวซ์หรือออกซิไดซ์ ในขณะที่ศักย์ของเซลล์คือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่มีอยู่ในอิเล็กโทรดเคมี เซลล์ ดังนั้น ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจะให้ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเดียว ในขณะที่ศักย์ของเซลล์จะพิจารณาอิเล็กโทรดทั้งสอง
ยิ่งไปกว่านั้น ความแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างศักย์ไฟฟ้ากับศักย์ของเซลล์ก็คือ ไม่สามารถวัดศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดได้ เนื่องจากเป็นค่าสัมพัทธ์ แต่ศักย์ของเซลล์สามารถวัดได้ง่ายเพราะเราต้องหาความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นค่าสัมพัทธ์
สรุป – ศักยภาพของอิเล็กโทรดเทียบกับศักยภาพของเซลล์
ศักยภาพของอิเล็กโทรดและศักย์ของเซลล์ถูกกล่าวถึงภายใต้เคมีไฟฟ้า เกี่ยวกับเซลล์ไฟฟ้าเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดและศักย์ของเซลล์คือศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดหมายถึงความสามารถของอิเล็กโทรดในเซลล์เพื่อลดหรือออกซิไดซ์ ในขณะที่ศักย์ของเซลล์คือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่มีอยู่ในเซลล์ไฟฟ้าเคมี