Η βασική διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηλεκτροδίου και του δυναμικού στοιχείου είναι ότι το δυναμικό ηλεκτροδίου αναφέρεται στην ικανότητα ενός ηλεκτροδίου σε ένα στοιχείο να μειώνεται ή να οξειδώνεται, ενώ το δυναμικό του στοιχείου είναι η διαφορά μεταξύ των δυναμικών ηλεκτροδίων των ηλεκτροδίων που υπάρχουν σε ένα ηλεκτροχημικό κελί.
Δυναμικό ηλεκτροδίου και δυναμικό κυψέλης είναι όροι που εξηγούν την ηλεκτροκινητική δύναμη ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου. Το δυναμικό ηλεκτροδίου δίνει το βολταϊκό δυναμικό ενός μόνο ηλεκτροδίου, ενώ το δυναμικό της κυψέλης λαμβάνει υπόψη τα δυναμικά ηλεκτροδίων και των δύο ηλεκτροδίων.
Τι είναι το δυναμικό ηλεκτροδίων;
Δυναμικό ηλεκτροδίου είναι η τάση ενός ηλεκτροδίου σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο να μειώνεται ή να οξειδώνεται. Είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη ενός στοιχείου. Υπάρχουν τρεις παράγοντες που επηρεάζουν την τιμή του δυναμικού του ηλεκτροδίου: η φύση του ηλεκτροδίου, η συγκέντρωση των ιόντων στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα και η θερμοκρασία. Για κάθε ηλεκτροχημικό στοιχείο, το συνολικό δυναμικό είναι το άθροισμα των δυναμικών ηλεκτροδίων των δύο ηλεκτροδίων. Μπορούμε να ονομάσουμε το δυναμικό του ηλεκτροδίου ως E. Ωστόσο, δεν μπορούμε να μετρήσουμε το δυναμικό του ηλεκτροδίου μεμονωμένα. Πρέπει να μετρηθεί σε μια αντίδραση με κάποιο άλλο ηλεκτρόδιο.
Εικόνα 01: Ένα απλό ηλεκτροχημικό στοιχείο
Επιπλέον, το δυναμικό του ηλεκτροδίου εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις των ηλεκτροδίων, τη θερμοκρασία του ηλεκτροχημικού στοιχείου και επίσης την πίεση (εάν το στοιχείο περιέχει ηλεκτρόδια αερίου). Γενικά, τα δυναμικά ηλεκτροδίων μετρώνται σε σχέση με ένα τυπικό ηλεκτρόδιο.
Το τυπικό τυπικό ηλεκτρόδιο είναι το ηλεκτρόδιο υδρογόνου και το δυναμικό του ηλεκτροδίου λαμβάνεται ως μηδέν. Επιπλέον, πρέπει να χρησιμοποιούμε τυπικές θερμοδυναμικές συνθήκες κατά τη μέτρηση των δυναμικών. Διαφορετικά, δεν μπορούμε να πάρουμε την ακριβή τιμή δυναμικού αφού το δυναμικό του ηλεκτροδίου εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την πίεση κ.λπ. Εδώ, οι τυπικές θερμοδυναμικές συνθήκες περιλαμβάνουν μέτρηση έναντι ηλεκτροδίου υδρογόνου, ηλεκτρολυτικού διαλύματος με συγκέντρωση 1 mol/L, πίεση 1 atm και θερμοκρασία 25°C.
Τι είναι το δυναμικό κυττάρων;
Το Δυναμικό κυψέλης αναφέρεται στο συνολικό βολταϊκό δυναμικό ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου που έχει δύο ηλεκτρόδια. Εδώ, τα ηλεκτροχημικά στοιχεία θα πρέπει να έχουν δύο ξεχωριστές ημι-αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα παράλληλα μεταξύ τους και στη συνέχεια, το δυναμικό του στοιχείου είναι ως εξής:
Eκελί=δυναμικό οξείδωσης + δυναμικό μείωσης
Επομένως, το δυναμικό στοιχείου είναι το άθροισμα του δυναμικού του ηλεκτροδίου καθόδου και του δυναμικού του ηλεκτροδίου ανόδου. Ένα πραγματικό βολταϊκό στοιχείο διαφέρει από τις τυπικές συνθήκες. Επομένως, πρέπει να προσαρμόσουμε την πειραματική τιμή για να λάβουμε την τυπική τιμή. Είναι ως εξής:
Eκελί =E0κελί – (RT/nF)lnQ
Όπου Eκελί είναι το πειραματικό δυναμικό κυττάρου, E0κελί είναι το τυπικό δυναμικό κυττάρου, R είναι η καθολική σταθερά, T είναι η θερμοκρασία, n είναι τα mol ηλεκτρονίων που ανταλλάσσονται σε ημιαντιδράσεις, F είναι η σταθερά Faraday και Q είναι το πηλίκο θερμοδυναμικής αντίδρασης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηλεκτροδίου και του δυναμικού κυψέλης;
Η βασική διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηλεκτροδίου και του δυναμικού στοιχείου είναι ότι το δυναμικό ηλεκτροδίου αναφέρεται στην ικανότητα ενός ηλεκτροδίου σε ένα στοιχείο να μειώνεται ή να οξειδώνεται, ενώ το δυναμικό του στοιχείου είναι η διαφορά μεταξύ των δυναμικών ηλεκτροδίων των ηλεκτροδίων που υπάρχουν σε ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο. Επομένως, το δυναμικό ηλεκτροδίου δίνει το βολταϊκό δυναμικό ενός μόνο ηλεκτροδίου, ενώ το δυναμικό της κυψέλης λαμβάνει υπόψη και τα δύο ηλεκτρόδια.
Επιπλέον, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηλεκτροδίου και του δυναμικού στοιχείου είναι ότι είναι αδύνατο να μετρηθεί το δυναμικό του ηλεκτροδίου επειδή είναι μια σχετική τιμή, αλλά το δυναμικό του στοιχείου μπορεί εύκολα να μετρηθεί επειδή πρέπει να βρούμε τη διαφορά στα δυναμικά ηλεκτροδίων, οι οποίες είναι σχετικές τιμές.
Σύνοψη – Δυναμικό ηλεκτροδίου έναντι δυναμικού κυψέλης
Το δυναμικό ηλεκτροδίου και το δυναμικό κυψέλης συζητούνται στην ηλεκτροχημεία, σχετικά με τα ηλεκτροχημικά κύτταρα. Η βασική διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηλεκτροδίου και του δυναμικού στοιχείου είναι ότι το δυναμικό ηλεκτροδίου αναφέρεται στην ικανότητα ενός ηλεκτροδίου σε ένα στοιχείο να μειώνεται ή να οξειδώνεται, ενώ το δυναμικό του στοιχείου είναι η διαφορά μεταξύ των δυναμικών ηλεκτροδίων των ηλεκτροδίων που υπάρχουν σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο.
