Qu'est-ce qu'une cellule de concentration?
Une cellule de concentration est divisée en deux sections différentes, liées par un composant permettant le passage des particules d'électrons, telles qu'un pont de sel. Ces deux demi-cellules contiennent des électrodes et leurs solutions sont différentes dans leurs concentrations. Lorsque la cellule de concentration est activée, la solution concentrée devient plus diluée tandis que la solution dispersée ajoute des molécules, jusqu'à ce que les deux soient égales. Habituellement, à l'approche de l'équilibre, une tension est générée. La force de cette réaction peut être mesurée en calculant le potentiel de la cellule à l'aide d'une formule mathématique appelée équation de Nernst.
Le calcul du potentiel d'une cellule de concentration nécessite généralement un voltmètre. La valeur fournie par l'instrument, qui peut être positive ou négative, peut ensuite être insérée dans l'équation et utilisée avec le niveau de concentration pour déterminer le potentiel. Les électrons passent d'une substance à une autre dans une cellule de concentration. La section qui perd des particules s'appelle le côté oxydation, tandis que le côté réduction les gagne.
Les pièces métalliques sont souvent utilisées dans ces types de cellules et différentes zones peuvent être exposées à différentes concentrations de matériau. Certaines sections du métal peuvent avoir plus de potentiel électrique que d'autres, ce qui peut causer la corrosion. Bien qu'une cellule de concentration puisse être nettoyée pour éviter cela, cela est souvent difficile lorsque le système est placé dans le sol, par exemple.
La corrosion peut survenir à cause des ions métalliques. Si la cellule contient ou est exposée à l'eau, n'est pas scellée ou s'il n'y a pas de revêtement protecteur, les zones proches d'un niveau élevé d'ions métalliques peuvent se corroder. Des concentrations irrégulières d'oxygène, pouvant se produire sur des surfaces métalliques sous l'eau, peuvent entraîner une corrosion lorsque les niveaux de gaz sont bas. Les points situés entre les parties adjacentes et le bois, le caoutchouc ou le plastique à proximité d'une surface métallique sont généralement les endroits où la dégradation se produit. Une cellule de concentration active-passive se développe lorsqu'il y a de l'oxygène et qu'un film passif est perforé sous une couche de sel, provoquant des piqûres dans le métal.
Les cellules de concentration sont souvent utilisées comme compteurs pour mesurer l’acidité et la basicité du sol. Celles-ci ont généralement une extrémité exposée au sol et une autre extrémité contenue dans une solution de chlorure de potassium. La comparaison des deux mesures peut alors être faite. Généralement, plus la tension produite est élevée, plus l'échantillon est acide. Une cellule de concentration peut également être utilisée pour analyser des produits chimiques et tester différents matériaux en termes de sensibilité à la corrosion.