Che cos'è una cella di concentrazione?
Una cella di concentrazione è divisa in due diverse sezioni, che sono collegate da un componente per consentire il passaggio di particelle di elettroni, come un ponte salino. Queste due mezze cellule contengono elettrodi e le soluzioni in ciascuna sono diverse nelle loro concentrazioni. Quando la cellula di concentrazione è attivata, la soluzione concentrata in genere diventa più diluita mentre quella dispersa aggiunge molecole, fino a quando entrambe sono uguali. Di solito quando si avvicina l'equilibrio, viene generata una tensione. La forza di questa reazione può essere misurata calcolando il potenziale della cellula, usando una formula matematica chiamata Equazione di Nernst.
Il calcolo del potenziale di una cella di concentrazione di solito richiede un voltmetro. Il valore fornito dallo strumento, che può essere positivo o negativo, può quindi essere inserito nell'equazione e utilizzato con il livello di concentrazione per determinare il potenziale. Gli elettroni fluiscono da una sostanza all'altra in una cella di concentrazione. La sezione che perde particelle è chiamata lato di ossidazione, mentre il lato di riduzione le guadagna.
Le parti metalliche sono spesso utilizzate in questi tipi di cellule e diverse aree possono essere esposte a diverse concentrazioni di materiale. Alcune sezioni del metallo possono avere un potenziale elettrico maggiore rispetto ad altre, il che può causare corrosione. Mentre una cella di concentrazione può essere pulita per evitare che ciò accada, questo è spesso difficile quando il sistema viene posizionato nel terreno, ad esempio.
La corrosione può verificarsi a causa di ioni metallici. Se la cella contiene o è esposta all'acqua, non è sigillata o non è presente un rivestimento protettivo, le aree vicine a un alto livello di ioni metallici potrebbero corrodersi. Concentrazioni irregolari di ossigeno, che possono verificarsi su superfici metalliche sott'acqua, possono portare a corrosione in cui i livelli di gas sono bassi. I punti tra le parti adiacenti e legno, gomma o plastica vicino a una superficie metallica, sono in genere dove si verifica il degrado. Una cellula di concentrazione attiva-passiva si sviluppa quando c'è ossigeno e un film passivo viene perforato sotto uno strato di sale, causando la corrosione nel metallo.
Le cellule di concentrazione vengono spesso utilizzate come misuratori per misurare l'acidità e la basicità del suolo. Questi di solito hanno un'estremità esposta al suolo e un'altra estremità contenuta in una soluzione di cloruro di potassio. È quindi possibile effettuare il confronto tra le due misurazioni. Generalmente più alta è la tensione prodotta, più acido è il campione. Una cella di concentrazione può anche essere utilizzata per analizzare sostanze chimiche e testare diversi materiali per la suscettibilità alla corrosione.