ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ไฟฟ้าเคมีและเซลล์กัลวานิกคือเซลล์ไฟฟ้าเคมีส่วนใหญ่มักจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี ในขณะที่เซลล์กัลวานิกมักจะแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า
ปฏิกิริยาออกซิเดชันและการรีดักชันมีบทบาทสำคัญในเคมีไฟฟ้า ในปฏิกิริยาลดการเกิดออกซิเดชัน อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจากสารตั้งต้นหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง สารที่รับอิเลคตรอนเป็นตัวรีดิวซ์ ในขณะที่สารที่ให้อิเลคตรอนเป็นตัวออกซิไดซ์ ตัวรีดิวซ์มีหน้าที่ในการลดสารตั้งต้นอื่นในขณะที่ทำปฏิกิริยาออกซิเดชัน สำหรับตัวออกซิไดซ์ นี่คือในทางกลับกันปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นในสองครึ่งปฏิกิริยาเพื่อแสดงการเกิดออกซิเดชันและการลดลงที่แยกจากกัน ดังนั้นจึงแสดงจำนวนอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เข้าหรือออก
เซลล์ไฟฟ้าเคมีคืออะไร
เซลล์ไฟฟ้าเคมีคือการรวมกันของตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์ซึ่งแยกออกจากกันทางกายภาพ โดยปกติ เราทำการแยกนี้โดยสะพานเกลือ แม้ว่าจะแยกออกจากกันทางกายภาพ แต่ครึ่งเซลล์ทั้งสองยังสัมผัสกันทางเคมี เซลล์อิเล็กโทรไลต์และเซลล์กัลวานิกเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีสองประเภท
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์เกิดขึ้นทั้งในเซลล์อิเล็กโทรไลต์และเซลล์กัลวานิก ดังนั้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีจึงมีอิเล็กโทรดสองขั้วเป็นแอโนดและแคโทด อิเล็กโทรดทั้งสองเชื่อมต่อภายนอกกับโวลต์มิเตอร์ที่มีความทนทานสูง ดังนั้นกระแสจึงไม่มีการส่งผ่านระหว่างอิเล็กโทรด ดังนั้นโวลต์มิเตอร์นี้จึงช่วยรักษาแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน
รูปที่ 01: เซลล์ไฟฟ้าเคมี
ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นที่แอโนด ขณะที่ปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้นที่แคโทด เราจำเป็นต้องจุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์แยกต่างหาก โดยปกติ สารละลายเหล่านี้เป็นสารละลายไอออนิกที่เกี่ยวข้องกับชนิดของอิเล็กโทรด ตัวอย่างเช่น เราจุ่มอิเล็กโทรดทองแดงในสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตและอิเล็กโทรดเงินในสารละลายซิลเวอร์คลอไรด์ วิธีแก้ปัญหาเหล่านี้แตกต่างกัน จึงต้องแยกจากกัน วิธีที่พบมากที่สุดในการแยกพวกมันคือสะพานเกลือ ในเซลล์ไฟฟ้าเคมี พลังงานศักย์ของเซลล์จะเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งเราสามารถใช้ในการจุดหลอดไฟหรือทำงานด้านไฟฟ้าอื่นๆ
เซลล์กัลวานิกคืออะไร
เซลล์กัลวานิกหรือเซลล์โวลตาอิกเก็บพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่ทำจากเซลล์กัลวานิกหลายชุดเพื่อผลิตไฟฟ้าแรงสูง ปฏิกิริยาที่อิเล็กโทรดสองขั้วในเซลล์กัลวานิกมีแนวโน้มที่จะดำเนินไปเองตามธรรมชาติ เมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้น จะมีการไหลของอิเล็กตรอนจากแอโนดไปยังแคโทดผ่านตัวนำภายนอก
รูปที่ 02: เซลล์กัลวานิก
ตัวอย่างเช่น หากอิเล็กโทรดทั้งสองเป็นเงินและทองแดงในเซลล์กัลวานิก อิเล็กโทรดสีเงินจะเป็นค่าบวกเมื่อเทียบกับอิเล็กโทรดทองแดง อิเล็กโทรดทองแดงเป็นแอโนด และผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันและปล่อยอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านี้ไปที่แคโทดสีเงินผ่านวงจรภายนอก ดังนั้นซิลเวอร์แคโทดจึงเกิดปฏิกิริยารีดักชันความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้ว ซึ่งช่วยให้อิเล็กตรอนไหลได้ ต่อไปนี้เป็นปฏิกิริยาของเซลล์ที่เกิดขึ้นเองของเซลล์กัลวานิกด้านบน
2 Ag+ (aq) + Cu(s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
เซลล์ไฟฟ้าเคมีและเซลล์กัลวานิกต่างกันอย่างไร
เซลล์ไฟฟ้าเคมีมีสองประเภทคือเซลล์อิเล็กโทรไลต์และเซลล์กัลวานิก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ไฟฟ้าเคมีและเซลล์กัลวานิกคือเซลล์ไฟฟ้าเคมีส่วนใหญ่มักจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี ในขณะที่เซลล์กัลวานิกมักจะแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า นอกจากนี้ ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีส่วนใหญ่ เช่น เซลล์อิเล็กโทรไลต์ ขั้วบวกเป็นขั้วบวก ในขณะที่ขั้วลบเป็นขั้วลบ อย่างไรก็ตาม ในเซลล์กัลวานิก แอโนดเป็นขั้วลบ และแคโทดเป็นขั้วบวก
ยิ่งไปกว่านั้น ความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างเซลล์ไฟฟ้าเคมีและเซลล์กัลวานิกก็คือในเซลล์ไฟฟ้าเคมี เช่น เซลล์อิเล็กโทรไลต์ ปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกิดขึ้นเองเกิดขึ้น แต่ในเซลล์กัลวานิก ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นเอง
สรุป – ไฟฟ้าเคมีกับเซลล์กัลวานิก
เซลล์ไฟฟ้าเคมีมีสองประเภทคือเซลล์อิเล็กโทรไลต์และเซลล์กัลวานิก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ไฟฟ้าเคมีและเซลล์กัลวานิกคือเซลล์ไฟฟ้าเคมีส่วนใหญ่มักจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี ในขณะที่เซลล์กัลวานิกมักจะแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า