Põhierinevus kontsentratsioonielemendi ja keemilise raku vahel on see, et kontsentreerimisrakkudes on kahe poolraku koostised sarnased, samas kui keemilistes rakkudes võivad koostised olla sarnased, kuid mitte.
Kontsentratsioonielement on teatud tüüpi elektrokeemiline element. Elektrokeemilisi elemente või keemilisi elemente on kahte tüüpi galvaaniliste ja elektrolüütiliste elementidena. Kontsentratsioonielement on teatud tüüpi galvaaniline element.
Mis on kontsentratsioonirakk?
Kontsentratsioonielement on galvaanilise elemendi tüüp, milles elemendi kaks poolelementi on koostiselt sarnased. Seetõttu ütleme, et kaks poolrakku on samaväärsed. Need erinevad ainult kontsentratsiooni poolest. Selle elemendi tekitatav pinge on väga väike, kuna see element kipub saavutama tasakaaluoleku. Tasakaal saabub siis, kui kahe poolraku kontsentratsioonid muutuvad võrdseks.
Kontsentratsioonielement toodab elektrit süsteemi termodünaamilise vabaenergia vähendamise kaudu. Kuna poolrakkude koostis on sarnane, toimub sama reaktsioon, kuid vastupidises suunas. Seega suurendab see protsess madalama kontsentratsiooniga raku kontsentratsiooni ja vähendab kõrgema kontsentratsiooniga raku kontsentratsiooni. Elektrivoolu käigus tekib soojusenergia. Rakk neelab selle energia soojusena. Kontsentratsioonirakke on kahte tüüpi:
- Elektrolüütide kontsentratsioonielement – elektroodid koosnevad samast ainest ja poolelemendid sisaldavad erineva kontsentratsiooniga sama elektrolüüti
- Elektroodi kontsentratsioonielement – kaks erineva kontsentratsiooniga elektroodi (samast ainest) on kastetud samasse elektrolüüti
Mis on keemiline rakk
Keemiline element, täpsem alt elektrokeemiline element, on süsteem (seade), mis suudab toota elektrienergiat spontaansete keemiliste reaktsioonide kaudu. Selles protsessis osalevaid keemilisi reaktsioone nimetatakse redoksreaktsioonideks. Need reaktsioonid toimuvad elektronide ülekandmisel keemiliste liikide vahel. Lisaks on redoksreaktsioonil kaks poolreaktsiooni, mida nimetatakse oksüdatsioonireaktsiooniks ja redutseerimisreaktsiooniks. Kui oksüdatsioonireaktsioonid vabastavad süsteemi alati elektrone, siis redutseerimisreaktsioonid võtavad süsteemist elektrone. Seega võime öelda, et kaks poolreaktsiooni toimuvad samaaegselt.
Elektrokeemilisi elemente on kahte tüüpi: voltalised (galvaanilised) ja elektrolüütelemendid. Elektrokeemiline element koosneb kahest poolelemendist. Poolreaktsioonid toimuvad nendes kahes poolrakus. Lisaks põhjustavad rakus toimuvad keemilised reaktsioonid potentsiaalsete erinevuste kogunemist kahe poolraku vahel.
Joonis 01: Lihtne galvaaniline element
Poolelement koosneb üldiselt elektroodist ja elektrolüüdist. Seetõttu on terviklikul elektrokeemilisel rakul kaks elektroodi ja kaks elektrolüüti; kaks poolrakku võivad mõnikord kasutada sama elektrolüüti. Kui on kaks erinevat elektrolüüti, kasutatakse elektrolüütide vahelise kontakti säilitamiseks soolasilda. Ja seda tehakse ioonide ülekandmiseks läbi soolasilla. Elektronid voolavad välise ahela kaudu ühest poolest rakust teise. Nimetame neid kahte elektroodi anoodiks ja katoodiks.
Lisaks toimuvad oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonid kahes elektroodis eraldi. Kui oksüdatsioonireaktsioon toimub anoodil, siis redutseerimisreaktsioon toimub katoodil. Seetõttu tekivad anoodis elektronid ja need liiguvad anoodilt katoodile läbi välise ahela. Soolasild aitab hoida süsteemi neutraalsena (elektriliselt), kandes läbi selle ioone, et tasakaalustada elektrilaenguid.
Mis vahe on kontsentreeritud rakul ja keemilisel rakul?
Kontsentratsioonielement on teatud tüüpi elektrokeemiline element. Keemilisi rakke on kahte tüüpi; need on galvaanilised elemendid ja elektrolüütelemendid. Kontsentratsioonielement on galvaanilise elemendi tüüp. Peamine erinevus kontsentreerimisraku ja keemilise raku vahel on see, et kontsentratsioonirakkudes on kahe poolraku koostis sarnane, samas kui keemilistes rakkudes võivad koostised olla sarnased või mitte.
Allpool on kokkuvõte kontsentratsioonielemendi ja keemilise raku erinevusest.
Kokkuvõte – kontsentratsioonirakk vs keemiline rakk
Kontsentratsioonielement on teatud tüüpi elektrokeemiline element. Keemilisi (elektrokeemilisi) elemente on kahte tüüpi, näiteks galvaaniliste ja elektrolüütiliste elementidena. Täpselt öeldes on kontsentratsioonielement galvaanilise elemendi tüüp. Peamine erinevus kontsentratsioonielemendi ja keemilise raku vahel on see, et kontsentreerimisrakkudes on kahe poolraku koostis sarnane, samas kui keemilistes rakkudes võivad koostised olla sarnased või mitte.
