गैल्वेनिक सेल बनाम इलेक्ट्रोलाइटिक सेल: अंतर और तुलना

गैल्वेनिक या इलेक्ट्रोलाइटिक सेल सेमीकंडक्टर उद्योग और उससे आगे के लिए बेहद आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं।

गैल्वेनिक कोशिकाओं का उपयोग बैटरियों में किया जाता है जो हमें हर आकार के उपकरणों को बिजली देने में मदद करते हैं जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं का उपयोग ज्यादातर इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए किया जाता है। दोनों कोशिकाओं का तंत्र और आउटपुट अलग-अलग हैं। 

चाबी छीन लेना

1. गैल्वेनिक कोशिकाएं सहज रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करती हैं, जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं गैर-सहज प्रतिक्रियाओं को चलाने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपभोग करती हैं।
2. गैल्वेनिक कोशिकाओं में, एनोड ऑक्सीकरण का स्थल है, और कैथोड कमी का स्थल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में, एनोड वह जगह है जहां कमी होती है, और कैथोड वह जगह है जहां ऑक्सीकरण होता है।
3. गैल्वेनिक सेल का उपयोग आमतौर पर बैटरी में किया जाता है, जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का उपयोग इलेक्ट्रोप्लेटिंग और इलेक्ट्रोलिसिस जैसी प्रक्रियाओं में किया जाता है।

गैल्वेनिक सेल बनाम इलेक्ट्रोलाइटिक सेल

गैल्वेनिक कोशिकाएं दो धातु इलेक्ट्रोडों के बीच एक सहज रेडॉक्स प्रतिक्रिया से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करती हैं, जिससे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह बनता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं गैर-सहज रेडॉक्स प्रतिक्रिया को चलाने, धातुओं का उत्पादन करने, धातुओं को शुद्ध करने और इलेक्ट्रोप्लेट धातुओं को चलाने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करती हैं।

गैल्वेनिक सेल को इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के रूप में भी जाना जाता है जहां बिजली उत्पन्न करने के लिए एक सहज प्रतिक्रिया होती है।

गैल्वेनिक सेल में दो आधे सेल होते हैं जिन्हें अलग-अलग कंटेनरों में रखा जाता है और एक नमक से जुड़े होते हैं पुल या एक झरझरा विभाजन. 

इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं को गैल्वेनिक कोशिकाओं के विपरीत के रूप में वर्णित किया जा सकता है क्योंकि वे विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।

समग्र प्रतिक्रियाओं में, गिब्स ऊर्जा सकारात्मक है और इस प्रकार इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में गैर-सहज रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं। 

तुलना तालिका

तुलना के पैरामीटर	गैल्वेनिक सेल	इलेक्ट्रोलाइटिक सेल
परिभाषा	गैल्वेनिक सेल इलेक्ट्रोकेमिकल सेल हैं जो बिजली का उत्पादन कर सकते हैं।	इलेक्ट्रोलाइटिक सेल भी इलेक्ट्रोकेमिकल सेल होते हैं लेकिन वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करते हैं।
रूपांतरण	गैल्वेनिक सेल रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।	इलेक्ट्रोलाइटिक सेल विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
प्रतिक्रिया	गैल्वेनिक सेल में, एक सहज प्रतिक्रिया होती है।	इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में, गैर-सहज रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं।
प्रभार	ऋणात्मक आवेश एनोड पर होता है जबकि धनात्मक आवेश कैथोड पर होता है।	ऋणात्मक आवेश कैथोड पर होता है जबकि धनात्मक आवेश एनोड पर होता है।
ऑक्सीकरण	ऑक्सीकरण की प्रक्रिया एनोड पर होती है।	ऑक्सीकरण कैथोड पर होता है।
प्लेसमेंट	आधी कोशिकाओं को अलग-अलग कंटेनरों में रखा जाता है और वे एक नमक पुल के माध्यम से जुड़े होते हैं।	इलेक्ट्रोलाइट समाधान में, इलेक्ट्रोड को एक ही कंटेनर में रखा जाता है।
अनुप्रयोगों	बैटरियों में उपयोग किया जाता है।	इसका उपयोग अधिकतर इलेक्ट्रोप्लेटिंग और तांबे को शुद्ध करने में भी किया जाता है।

गैल्वेनिक सेल क्या हैं?

गैल्वेनिक सेल में, रेडॉक्स प्रतिक्रिया जो प्रजातियों के बीच इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण का कारण बनती है, सहज होती है। और, विद्युत कार्य की यह मात्रा स्वतःस्फूर्त प्रतिक्रिया के लिए गिब्स ऊर्जा द्वारा की जाती है।

गैल्वेनिक सेल में दो आधे सेल को दो कंटेनरों में अलग-अलग रखा जाता है और एक नमक पुल से जोड़ा जाता है। प्रत्येक आधे सेल में मौजूद धात्विक इलेक्ट्रोड को एक इलेक्ट्रोलाइट में डुबोया जाता है समाधान.

यदि इलेक्ट्रोड को एक ही इलेक्ट्रोलाइट में डुबोया जाता है, तो नमक पुल की कोई आवश्यकता नहीं होती है। 

गैल्वेनिक सेल में छह भाग होते हैं, अर्थात् एनोड, कैथोड, साल्ट ब्रिज, अर्ध सेल, एक बाहरी सर्किट और लोड।

इस सेल में, समाधान के संबंध में, एनोड की नकारात्मक क्षमता है और कैथोड की सकारात्मक क्षमता है।

इसलिए, जब स्विच चालू किया जाता है, तो उत्पन्न संभावित अंतर के कारण इलेक्ट्रॉन एनोड से कैथोड की ओर प्रवाहित होने लगते हैं। 

जुड़े हुए लवणों के थर्मोडायनामिक गुणों का अध्ययन करने के लिए गैल्वेनिक/इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं की अवधारणा पेश की गई थी। नीचे डेनियल सेल की प्रतिक्रिया दी गई है, जो एक प्रकार की गैल्वेनिक सेल है।

कैथोड पर: Cu 2+ + 2e- → Cu (कम)

एनोड पर: Zn → Zn2+ + 2e- (ऑक्सीकृत)

गैल्वेनिक सेल इस बात का उदाहरण हैं कि कैसे एक साधारण प्रतिक्रिया से ऊर्जा उत्पन्न होती है और उस ऊर्जा का उपयोग बिजली उत्पादन के लिए किया जा सकता है। इन सेलों का उपयोग मुख्यतः बैटरियों में किया जाता है। 

इलेक्ट्रोलाइटिक सेल क्या हैं?

 जबकि वोल्टाइक (गैल्वेनिक) कोशिकाएं सहज रासायनिक प्रतिक्रियाओं से संचालित होती हैं, इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं गैर-सहज रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से संचालित होती हैं।

यह विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, गैल्वेनिक कोशिकाओं के ठीक विपरीत। एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में, ऑक्सीकरण कैथोड पर होता है जबकि कमी एनोड पर होती है।

यह कभी-कभी भ्रम पैदा करता है क्योंकि ऑक्सीकरण एनोड में होता है। इसलिए, यह याद रखना आसान है कि, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में, एनोड सकारात्मक है जबकि कैथोड नकारात्मक है। 

समग्र गिब्स ऊर्जा सकारात्मक है क्योंकि प्रतिक्रियाएँ गैर-सहज हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं का उपयोग पानी जैसे कुछ यौगिकों के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए किया जा सकता है।

यदि पानी को इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइज किया जाता है, तो गैसीय ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का निर्माण होगा।

पिघले हुए सोडियम क्लोराइड (NaCl) के उदाहरण का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइटिक सेल की क्रियाविधि को अच्छी तरह से समझा जा सकता है। कोशिका अभिक्रियाएँ नीचे दी गई हैं।

कैथोड पर: [Na+ + e– → Na] x 2 (कम)

एनोड पर: 2Cl- → Cl2 + 2e- (ऑक्सीकृत)

सेल प्रतिक्रिया: 2NaCl → 2Na + Cl2

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए, दो इलेक्ट्रोडों को पिघले हुए NaCl में डुबोया जाता है और जब सर्किट से बिजली प्रवाहित की जाती है, तो कैथोड नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है।

तो, सोडियम आयन (धनात्मक आवेशित) कैथोड की ओर आकर्षित होते हैं और इस प्रकार अपचयन पर धात्विक सोडियम बनाते हैं।

गैल्वेनिक सेल और इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के बीच मुख्य अंतर

1. गैल्वेनिक सेल इलेक्ट्रोकेमिकल सेल हैं जो बिजली का उत्पादन कर सकते हैं जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक सेल भी इलेक्ट्रोकेमिकल सेल हैं लेकिन वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करते हैं।
2. गैल्वेनिक सेल रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक सेल विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
3. गैल्वेनिक सेल में, एक सहज प्रतिक्रिया होती है, जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में, गैर-सहज रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं।
4. गैल्वेनिक सेल में, नकारात्मक चार्ज एनोड पर होता है जबकि सकारात्मक चार्ज कैथोड पर होता है, जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में, यह विपरीत होता है। 
5. ऑक्सीकरण की प्रक्रिया गैल्वेनिक सेल में एनोड पर होती है लेकिन इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के मामले में, यह कैथोड में होती है।
6. गैल्वेनिक सेल में आधी कोशिकाओं को अलग-अलग कंटेनरों में रखा जाता है जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में इलेक्ट्रोड एक ही कंटेनर में मौजूद होते हैं। 

संदर्भ

1. https://avesis.marmara.edu.tr/yayin/17177586-0673-4859-9b7c-66eafdae92d7/prospective-teachers-conceptual-understanding-of-electrochemistry-galvanic-and-electrolytic-cells
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/(SICI)1098-2736(199704)34:4%3C377::AID-TEA7%3E3.0.CO;2-O

अंतिम अद्यतन: 30 जून, 2023