इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और गैल्वेनिक सेल के बीच मुख्य अंतर यह है कि अधिकांश इलेक्ट्रोकेमिकल सेल विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जबकि गैल्वेनिक सेल रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाएं विद्युत रसायन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया में, इलेक्ट्रॉनों को एक अभिकारक से दूसरे में स्थानांतरित किया जाता है। पदार्थ जो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है वह कम करने वाला एजेंट होता है, जबकि जो पदार्थ इलेक्ट्रॉन को दूर करता है वह ऑक्सीकरण एजेंट होता है। कम करने वाला एजेंट ऑक्सीकरण से गुजरते समय अन्य अभिकारक को कम करने के लिए जिम्मेदार होता है; ऑक्सीकरण एजेंट के लिए, यह इसके विपरीत है।ये प्रतिक्रियाएं अलग-अलग ऑक्सीकरण और कमी दिखाने के लिए दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में होती हैं; इस प्रकार, यह अंदर या बाहर जाने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाता है।
इलेक्ट्रोकेमिकल सेल क्या है?
एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल एक कम करने वाले और ऑक्सीकरण एजेंट का एक संयोजन है, जो शारीरिक रूप से एक दूसरे से अलग होते हैं। आमतौर पर, हम इस पृथक्करण को एक नमक पुल द्वारा करते हैं। यद्यपि वे शारीरिक रूप से अलग हैं, दोनों अर्ध-कोशिकाएं एक दूसरे के साथ रासायनिक संपर्क में हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक और गैल्वेनिक सेल दो प्रकार के इलेक्ट्रोकेमिकल सेल हैं।
ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया इलेक्ट्रोलाइटिक और गैल्वेनिक दोनों कोशिकाओं में होती है। इसलिए, एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में, एनोड और कैथोड के रूप में दो इलेक्ट्रोड होते हैं। दोनों इलेक्ट्रोड बाहरी रूप से एक उच्च प्रतिरोधी वाल्टमीटर से जुड़ते हैं; इसलिए, इलेक्ट्रोड के बीच वर्तमान में संचारण नहीं हो रहा है। इसलिए, यह वाल्टमीटर इलेक्ट्रोड के बीच एक निश्चित वोल्टेज बनाए रखने में मदद करता है जहां ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं होती हैं।
चित्र 01: विद्युत रासायनिक सेल
ऑक्सीकरण अभिक्रिया एनोड पर होती है, जबकि अपचयन अभिक्रिया कैथोड पर होती है। हमें उन्हें अलग इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में विसर्जित करने की आवश्यकता है। आम तौर पर, ये समाधान इलेक्ट्रोड के प्रकार से संबंधित आयनिक समाधान होते हैं। उदाहरण के लिए, हम कॉपर इलेक्ट्रोड को कॉपर सल्फेट के घोल में और सिल्वर इलेक्ट्रोड को सिल्वर क्लोराइड के घोल में डुबोते हैं। ये समाधान अलग हैं; इसलिए, उन्हें अलग करना होगा। उन्हें अलग करने का सबसे आम तरीका एक नमक पुल है। एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में, सेल की संभावित ऊर्जा एक विद्युत प्रवाह में परिवर्तित हो जाती है, जिसका उपयोग हम एक बल्ब को जलाने या कुछ अन्य विद्युत कार्य करने के लिए कर सकते हैं।
गैल्वेनिक सेल क्या है?
गैल्वेनिक या वोल्टाइक सेल विद्युत ऊर्जा का भंडारण करते हैं। उच्च वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए बैटरियों को गैल्वेनिक कोशिकाओं की एक श्रृंखला से बनाया जाता है। गैल्वेनिक कोशिकाओं में दो इलेक्ट्रोडों पर प्रतिक्रियाएं अनायास ही आगे बढ़ जाती हैं। जब प्रतिक्रियाएं होती हैं, तो बाहरी कंडक्टर के माध्यम से एनोड से कैथोड तक इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है।
चित्र 02: एक गैल्वेनिक सेल
उदाहरण के लिए, यदि गैल्वेनिक सेल में दो इलेक्ट्रोड सिल्वर और कॉपर हैं, तो कॉपर इलेक्ट्रोड के संबंध में सिल्वर इलेक्ट्रोड सकारात्मक है। कॉपर इलेक्ट्रोड एनोड है, और यह ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से गुजरता है और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है। ये इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से सिल्वर कैथोड में जाते हैं। इसलिए, सिल्वर कैथोड अपचयन अभिक्रिया से गुजरता है।दो इलेक्ट्रोड के बीच एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है, जो इलेक्ट्रॉन प्रवाह की अनुमति देता है। उपरोक्त गैल्वेनिक सेल की स्वतःस्फूर्त सेल प्रतिक्रिया निम्नलिखित है।
2 Ag+ (aq) + Cu(s) ⇌ 2Ag (s) + Cu2+ (aq)
इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और गैल्वेनिक सेल में क्या अंतर है?
इलेक्ट्रोलाइटिक सेल और गैल्वेनिक सेल के रूप में दो प्रकार के इलेक्ट्रोकेमिकल सेल होते हैं। इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और गैल्वेनिक सेल के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि अधिकांश इलेक्ट्रोकेमिकल सेल विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जबकि गैल्वेनिक सेल रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इसके अलावा, अधिकांश विद्युत रासायनिक कोशिकाओं जैसे इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में, एनोड सकारात्मक टर्मिनल है जबकि कैथोड नकारात्मक टर्मिनल है; हालाँकि, गैल्वेनिक सेल में, एनोड ऋणात्मक टर्मिनल है और कैथोड धनात्मक टर्मिनल है।
इसके अलावा, इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और गैल्वेनिक सेल के बीच एक और अंतर यह है कि इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में, जैसे इलेक्ट्रोलाइटिक सेल, गैर-सहज रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, लेकिन गैल्वेनिक कोशिकाओं में, सहज रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।
सारांश - इलेक्ट्रोकेमिकल बनाम और गैल्वेनिक सेल
इलेक्ट्रोलाइटिक सेल और गैल्वेनिक सेल के रूप में दो प्रकार के इलेक्ट्रोकेमिकल सेल होते हैं। इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और गैल्वेनिक सेल के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि अधिकांश इलेक्ट्रोकेमिकल सेल विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जबकि गैल्वेनिक सेल रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
