Unterschied zwischen Daniell-Zelle und Galvanik-Zelle

Hauptunterschied - Daniellzelle gegen Galvanikzelle

Eine elektrochemische Zelle ist ein Gerät, das in der Lage ist, Elektrizität aus chemischen Reaktionen zu erzeugen oder eine chemische Reaktion mit Elektrizität zu ermöglichen. Diese Zellen bestehen aus zwei Halbzellen. Pro Halbzelle gibt es eine Elektrode und einen Elektrolyten. Manchmal sind beide Elektroden in demselben Behälter angeordnet, die beiden Elektrolyte sind jedoch durch eine poröse Barriere getrennt. Daniell-Zellen und galvanische Zellen sind Beispiele für elektrochemische Zellen. Eine Daniell-Zelle ist eine Art elektrochemische Zelle, die aus Kupfer- und Zinkelektroden besteht. Eine galvanische Zelle ist eine elektrochemische Zelle, die elektrische Energie verwendet, die durch spontane Redoxreaktionen erzeugt wird. Der Hauptunterschied zwischen der Daniell-Zelle und der galvanischen Zelle besteht darin Daniell cell verwendet nur Kupfer und Zink als Elektroden, während eine galvanische Zelle eine Vielzahl von Metallen als Elektroden aufweisen kann.

Wichtige Bereiche

1. Was ist eine Daniell-Zelle?
      - Definition, wie es funktioniert
2. Was ist eine galvanische Zelle?
      - Definition, wie es funktioniert
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Daniell Cell und Galvanic Cell?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Daniell Cell und Galvanic Cell?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Kupfer, Daniell-Zelle, Elektrochemische Zelle, Elektrode, Elektrolyt, Galvanische Zelle, Halbzelle, Oxidation, Redoxreaktionen, Reduktion, Voltaische Zelle, Zink

Was ist eine Daniell-Zelle?

Daniell-Zelle ist eine Art elektrochemischer Zelle, die aus einer Kupferelektrode und einer Zinkelektrode besteht, die in Kupfer (II) -sulfat bzw. Zinksulfat eingetaucht sind. Daher verwendet diese Zelle zwei Elektrolyte. Ein Elektrolyt ist eine Substanz, die sich beim Lösen in Wasser in Ionen trennen kann. Diese Ionen können Elektrizität durch die wässrige Lösung dieser Substanz leiten.

Eine Halbzelle der Daniell-Zelle besteht aus einer Kupferelektrode, die in eine Kupfer (II) -sulfatlösung eingetaucht ist, und die andere Halbzelle besteht aus einer Zinkelektrode, die in eine Zinksulfatlösung eingetaucht ist. Es gibt eine Redoxreaktion, die Elektronen für die elektrische Leitfähigkeit liefert. Zink wird als Anode verwendet. Kupfer ist die Kathode. Die zwei Halbreaktionen sind unten angegeben.

Anode: Zn_(s)   → Zn⁺²_(aq)   +   2e

Kathode: Cu⁺²_(aq)   + 2e → Cu_(s)

In der Anode wird Zink zu Zink (II) -Ion oxidiert. In der Kathode wird Kupfer (II) -Ion zu Kupfer reduziert. Die Gesamtreaktion kann wie folgt angegeben werden.

Zn_(s)    +    Cu⁺²_(aq)       → Zn⁺²_(aq)     +     Cu_(s)

Abbildung 1: Ein schematisches Diagramm der Daniell-Zelle

Zur einfachen Demonstration der Zelle werden die beiden Elektrolyte voneinander getrennt, und für die Bewegung von Ionen wird eine Salzbrücke verwendet. Die Salzbrücke ist mit einer Verbindung gefüllt, die die in der Zelle stattfindende Redoxreaktion nicht stört. In einer echten Daniell-Zelle wird jedoch eine poröse Barriere verwendet, um die beiden Elektrolytlösungen zu trennen. Diese poröse Barriere kann die Bewegung von Kupferionen in Zinksulfat nicht kontrollieren und umgekehrt. Dies macht ein Aufladen unmöglich.

Was ist eine galvanische Zelle?

Galvanische Zelle ist eine Art elektrochemischer Zelle, die spontane Redoxreaktionen zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet. Dies wird auch als bezeichnet voltaische Zelle. Die Zelle besteht aus zwei Halbzellen. Jede Halbzelle besteht aus einer Elektrode und einem Elektrolyten. Die Elektrode wird in die Elektrolytlösung eingetaucht. Manchmal sind diese Elektrolyte vollständig getrennt, manchmal aber nur durch eine poröse Barriere. Wenn die Elektrolyte vollständig getrennt sind, wird eine Salzbrücke verwendet, um die Bewegung der Ionen zwischen den beiden Elektrolyten aufrechtzuerhalten.

Abbildung 2: Ein Beispiel für eine galvanische Zelle

Die Elektroden und Elektrolyte werden unter Berücksichtigung ihrer Spontanität ausgewählt. Dies kann theoretisch gefunden werden, indem die Elektrodenpotentiale jeder Halbzelle berechnet werden. Eine Halbzelle sollte jedoch Oxidation zeigen, während die andere Halbzelle eine Reduktionsreaktion zeigen sollte. An der Anode tritt eine Oxidation auf, während an der Kathode eine Reduktion auftritt. Da eine galvanische (voltaische) Zelle die bei einer spontanen Redoxreaktion freigesetzte Energie zur Erzeugung von Elektrizität verwendet, werden galvanische Zellen als elektrische Energiequellen verwendet. Sie erzeugen Gleichstrom.

Ähnlichkeiten zwischen Daniell Cell und Galvanic Cell

• Beides sind Beispiele für Elektrolysezellen.
• Beide bestehen aus Halbzellen, die aus Elektroden und Elektrolyten bestehen.
• Elektrolyte können entweder vollständig oder durch eine poröse Membran getrennt sein.

Unterschied zwischen Daniell-Zelle und Galvanik-Zelle

Definition

Daniell Cell: Daniell-Zelle ist eine Art elektrochemischer Zelle, die aus einer Kupferelektrode und einer Zinkelektrode besteht, die in Kupfer (II) -sulfat bzw. Zinksulfat eingetaucht sind.

Galvanische Zelle: Galvanische Zelle ist eine Art elektrochemischer Zelle, die spontane Redoxreaktionen zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet.

Anode

Daniell Cell: Anode der Daniell-Zelle ist eine Zinkelektrode.

Galvanische Zelle: Anode der galvanischen Zelle ist ein Metall, das oxidiert werden kann.

Kathode

Daniell Cell: Die Kathode der Daniell-Zelle ist eine Kupferelektrode.

Galvanische Zelle: Die Kathode der galvanischen Zelle ist ein Metall, das reduziert werden kann.

Elektrolyte

Daniell Cell: Die für die Daniell-Zelle verwendeten Elektrolyten sind Kupfer (II) -sulfat und Zinksulfat.

Galvanische Zelle: Die für die galvanische Zelle verwendeten Elektrolyten sind die Metallsalze jeder Elektrode.

Fazit

Sowohl Daniell-Zelle als auch galvanische Zelle sind elektrochemische Zellen. Diese Zellen nutzen spontane Redoxreaktionen zur Erzeugung elektrischer Energie. Diese erzeugte Energie kann für eine externe Arbeit verwendet werden. Der Hauptunterschied zwischen Daniell-Zellen und galvanischen Zellen besteht darin, dass Daniell-Zellen nur Kupfer und Zink als Elektroden verwenden, wohingegen eine galvanische Zelle eine Vielzahl von Metallen als Elektroden aufweisen kann.

Verweise:

1. „Elektrochemische Zellen“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 18. April 2017, hier verfügbar.
2. Helmenstine, Ph.D. Anne Marie. „Wie elektrochemische Zellen funktionieren.“ ThoughtCo, hier erhältlich.
3. „Daniell-Zelle“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15. Oktober 2017, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. “Daniell cell” von Antimoni - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia (Relabeled)
2. "Galvanische Zelle unbeschriftet" Von Hazmat2 - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia (Labeled)