Potencial de unión líquida

El potencial de unión líquida ocurre cuando dos soluciones de electrolitos de diferentes concentraciones están en contacto entre sí. La solución más concentrada tenderá a difundirse en la comparativamente menos concentrada. La tasa de difusión de cada ion será aproximadamente proporcional a su velocidad en un campo eléctrico , oa su movilidad iónica . Si los aniones se difunden más rápidamente que los cationes , se difundirán hacia la solución diluida, dejando a esta última cargada negativamente y la solución concentrada cargada positivamente. Esto dará como resultado una doble capa eléctrica .de cargas positivas y negativas en la unión de las dos soluciones. Así, en el punto de unión, se desarrollará una diferencia de potencial debido a la transferencia iónica . Este potencial se denomina potencial de unión líquida o potencial de difusión , que es un potencial de no equilibrio. La magnitud del potencial depende de las velocidades relativas del movimiento de los 'iones'.

El potencial de la unión líquida no se puede medir directamente sino calcular. La fuerza electromotriz (EMF) de una celda de concentración con transferencia incluye el potencial de unión líquida.

donde y son las actividades del HCl en las dos soluciones, es la constante universal de los gases , es la temperatura y es la constante de Faraday . ${\ estilo de visualización a_ {1}}$ ${\ estilo de visualización a_ {2}}$ ${\ estilo de visualización R}$ ${\ estilo de visualización T}$ ${\ estilo de visualización F}$

donde y son las actividades de las soluciones de HCl de los electrodos derecho e izquierdo, respectivamente, y es el número de transporte de Cl ⁻ . ${\ estilo de visualización a_ {2}}$ ${\ estilo de visualización a_ {1}}$ ${\ estilo de visualización t_ {M}}$

El potencial de unión líquida es la diferencia entre los dos campos electromagnéticos de las dos celdas de concentración, con y sin transporte iónico:

El potencial de la unión líquida interfiere con la medición exacta de la fuerza electromotriz de una celda química, por lo que su efecto debe minimizarse tanto como sea posible para una medición precisa. El método más común para eliminar el potencial de unión líquida es colocar un puente salino consistente en una solución saturada de cloruro de potasio (KCl) y nitrato de amonio (NH ₄ NO ₃ ) con acetato de litio (CH ₃ COOLi) entre las dos soluciones que constituyen el unión. Cuando se usa un puente de este tipo, los iones del puente están presentes en gran exceso en la unión y transportan casi la totalidad de la corriente a través del límite. La eficiencia de KCl/NH₄ NO ₃ está relacionado con el hecho de que en estas sales, los números de transporte ^{[ aclaración necesaria ]} de aniones y cationes son los mismos.