תאים ותרשימיהם

תא גלווני פשוטהתא הפשוט ביותר הוא תא כאשר שתי אלקטרודות טבולות באותו האלקטרוליט. הדוגמה הקלאסית היא תא דניאל-יעקובי (Daniel-Jacobi) המורכב מאלקטרודת נחושת, אלקטרודת אבץ ותמיסה של נחושת סולפאט. תא דניאל-יעקובי הוא תא גלווני המסוגל לייצר מתח של כ-1 וולט. התהליכים בתא דניאל-יעקובי הם כדלקמן:

אלקטרודת אבץ:

Zn → Zn2+ + 2e-

(אנודה, "-")

אלקטרודת מחושת:

 

Cu2+ + 2e- → Cu

(קתודה, "+")

במקום התמונה נהוג לסמן תא כזה באמצעות תרשים הבא:

(-) Zn|Zn2+, SO42-, Cu2+|Cu (+)

תרשים כזה תמיד נרשם מהאנודה בצד שמאל אל הקתודה שבצד ימין. כל גבול בין פאזות מסומן בקו אנכי בודד. כך שבצורה הכללית ניתן לתאר את התרשים כך:

(-/+) anode | electrolyte |membrane or junction | electrolyte | cathode (+/-)

תרשים דומה ניתן לכתוב עבור כל תא תוך הצבת פרטי אלקטרודות ואלקטרוליטים בתבנית שלמעלה.

תא עם גשר מלחתאים עם אלקטרוליט משותף (כמו תא דניאל-יעקובי) הם לא הסוג היחיד של תאים אלקטרוכימיים. במקרים רבים נוח להשתמש בתא שבו אלקטרוליט אנודי מופרד מאלקטרוליט קתודי. זה חשוב במיוחד כאשר שני האלקטרוליטים עלולים להגיב זה עם זה. תא עם אלקטרוליטים מופרדים מורכב משני חצאי תאים המחוברים באמצעות גשר מלח. גשר מלח הוא צינור U ממולא בחומר אינרטי צמיג (בדרך כלל, אגר) ותמיסת אלקטרוליט שעבורו ניידות קטיונים שווה בקירוב לניידות אניונים (בדרך כלל, KCl או KNO3). הגשר סוגר מעגל חשמלי ומאפשר מעבר מטען בין שתי האלקטרודות, אבל היונים הנמצאים בשני חצאי התא לא מתערבבים בזמן הניסוי. היציאה מהגשר של היונים הנמצאים בו, זניחה הודות לצמיגות האגר. בתרשים של תא כזה נראה קו אנכי כפול המסמל יצאי תאים מבודדים:

(-) Zn|Zn2+, SO42-|| SO42-, Cu2+|Cu (+)

היות ובהתאם למשוואת נרנסט פוטנציאל של כל חצי תא מושפע מריכוז המגיבים, ניתן להרכיב תא משתי אלקטרודות זהות הטבולות באלקטרוליטים זהים, אבל כך שריכוזי האלקטרוליט בשני חצאי התאים יהיו שונים. לדוגמה, תא כזה:
(-) Fe|FeCl2 (0.1M) || FeCl2 (1.0M) | Fe (+)

בזכות הפרש הריכוזים גם תא כזה מסוגל לייצר חשמל. תאים כאלה נקראים תאי ריכוז.