Потенциал жидкого перехода - Liquid junction potential

Потенциал жидкого перехода возникает, когда два решения электролиты различных концентраций контактируют друг с другом. Более концентрированный раствор будет иметь тенденцию к размытый в сравнительно менее концентрированный. Скорость распространения каждого ион будет примерно пропорционально его скорости в электрическое поле, или их подвижность ионов. Если анионы распространяются быстрее, чем катионы, они будут диффундировать вперед в разбавленный раствор, оставляя последний отрицательно заряжен и концентрированный раствор положительно заряжен. Это приведет к двойной электрический слой положительных и отрицательных зарядов на стыке двух решений. Таким образом, в точке соединения разность потенциалов будет развиваться из-за ионный перенос. Этот потенциал называется потенциалом жидкого перехода или распространение потенциал, который является неравновесным потенциалом. Величина потенциала зависит от относительной скорости движения ионов.

Расчет

Потенциал жидкого перехода нельзя измерить напрямую, но можно рассчитать. В электродвижущая сила (ЭДС) ячейка концентрации с переносом включает потенциал жидкостного перехода.

ЭДС концентрационной ячейки без транспорта составляет:

${ displaystyle E _ { mathrm {nt}} = { frac {RT} {F}} ln { frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}$

куда ${ displaystyle a_ {1}}$ и ${ displaystyle a_ {2}}$ находятся виды деятельности HCl в двух растворах, ${ displaystyle R}$ это универсальная газовая постоянная, ${ displaystyle T}$ это температура и ${ displaystyle F}$ это Постоянная Фарадея.

ЭДС концентрационной ячейки с транспортом (включая число переноса ионов ) является:

${ displaystyle E _ { mathrm {wt}} = t_ {M} { frac {RT} {F}} ln { frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}$

куда ${ displaystyle a_ {2}}$ и ${ displaystyle a_ {1}}$ - активности растворов HCl правого и левого электродов соответственно, и ${ displaystyle t_ {M}}$ - транспортное число Cl⁻.

Потенциал жидкостного перехода - это разница между двумя ЭДС двух концентрационных ячеек, с ионным переносом и без него:

${ displaystyle E _ { mathrm {lj}} = E _ { mathrm {wt}} -E _ { mathrm {nt}} = (t_ {M} -1) { frac {RT} {F}} ln { frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}$

Устранение

Потенциал жидкостного перехода мешает точному измерению электродвижущей силы химической ячейки, поэтому для точного измерения его влияние следует минимизировать в максимально возможной степени. Наиболее распространенный метод устранения потенциала жидкого перехода - это размещение соляной мост состоящий из насыщенного раствора хлорид калия (KCl) и нитрат аммония (NH₄НЕТ₃) с лития ацетат (CH₃COOLi) между двумя решениями, составляющими соединение. Когда используется такой мост, ионы в нем присутствуют в большом избытке в месте перехода, и они переносят почти весь ток через границу. Эффективность KCl / NH₄НЕТ₃ связано с тем, что в этих солях транспортные номера^{[требуется разъяснение ]} анионов и катионов одинаковы.

Смотрите также

• Концентрационная ячейка
• Ионный транспортный номер
• ИТИ
• Электрохимическая кинетика

Рекомендации

• Продвинутая физическая химия от Gurtu & Snehi
• Принципы физической химии Пури, Шармы, Патании

внешняя ссылка

• Калькулятор потенциала жидкого перехода с открытым исходным кодом

• Видео с объяснением потенциала соединения