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 tendrá tendencia a difundirse en la que es comparativamente menos concentrada. La velocidad de difusión de cada ion será aproximadamente proporcional a su velocidad en un campo eléctrico o su movilidad iónica . Si los aniones se difunden más rápidamente que los cationes , se difundirán en la solución diluida, dejando esta última cargada negativamente y la solución concentrada cargada positivamente. Esto resultará en una doble capa eléctricade cargas positivas y negativas en la unión de las dos soluciones. Por lo tanto, 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 desequilibrio. 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 que se calcula. La fuerza electromotriz (EMF) de una celda de concentración con transferencia incluye el potencial de unión del líquido.

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

donde y son las actividades de las soluciones de HCl de los electrodos de la mano derecha e izquierda, respectivamente, y es el número de transporte de Cl ^- . ${\ Displaystyle a_ {2}}$ ${\ Displaystyle a_ {1}}$ ${\ Displaystyle t_ {M}}$

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 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 que consiste 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 en el puente están presentes en gran exceso en la unión y llevan casi la totalidad de la corriente a través del límite. La eficiencia de KCl / NH_{El 4} 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.