¿Qué es una célula de concentración?
Una celda de concentración se divide en dos secciones diferentes, que están unidas por un componente para permitir el paso de partículas de electrones, como un puente de sal. Estas dos medias celdas contienen electrodos y las soluciones en cada una son diferentes en sus concentraciones. Cuando se activa la celda de concentración, la solución concentrada generalmente se diluye más mientras que la dispersa agrega moléculas, hasta que ambas sean iguales. Por lo general, a medida que se acerca el equilibrio, se genera un voltaje. La fuerza de esta reacción se puede medir calculando el potencial de la célula, usando una fórmula matemática llamada ecuación de Nernst.
Calcular el potencial de una celda de concentración generalmente requiere un voltímetro. El valor proporcionado por el instrumento, que puede ser positivo o negativo, se puede incluir en la ecuación y usar con el nivel de concentración para determinar el potencial. Los electrones fluyen de una sustancia a otra en una celda de concentración. La sección que pierde partículas se llama lado de oxidación, mientras que el lado de reducción las gana.
Las partes metálicas a menudo se usan en este tipo de células, y diferentes áreas de ellas pueden estar expuestas a concentraciones variables de material. Algunas secciones del metal pueden tener más potencial eléctrico que otras, lo que puede causar corrosión. Si bien se puede limpiar una celda de concentración para evitar que esto suceda, esto suele ser difícil cuando el sistema se coloca en el suelo, por ejemplo.
La corrosión puede ocurrir debido a los iones metálicos. Si la celda contiene o está expuesta al agua, no está sellada o no hay una capa protectora, entonces las áreas cercanas a un alto nivel de iones metálicos pueden corroerse. Concentraciones desiguales de oxígeno, que pueden ocurrir en superficies metálicas bajo el agua, pueden conducir a la corrosión donde los niveles de gas son bajos. Los puntos entre las partes contiguas, y la madera, el caucho o el plástico cerca de una superficie metálica, son típicamente donde ocurre la degradación. Una célula de concentración activa-pasiva se desarrolla cuando hay oxígeno y se perfora una película pasiva debajo de una capa de sal, lo que causa picaduras en el metal.
Las células de concentración a menudo se usan como medidores para medir la acidez y la basicidad del suelo. Estos generalmente tienen un extremo expuesto al suelo y otro extremo contenido en una solución de cloruro de potasio. Se puede hacer una comparación de las dos medidas. Generalmente, cuanto mayor es el voltaje producido, más ácida es la muestra. Una celda de concentración también se puede utilizar para analizar productos químicos y probar diferentes materiales para determinar su susceptibilidad a la corrosión.