Wat is een concentratiecel?
Een concentratiecel is opgesplitst in twee verschillende secties, die door een component zijn verbonden om elektronendeeltjes te laten passeren, zoals een zoutbrug. Deze twee halve cellen bevatten elektroden en de oplossingen in elk zijn verschillend in hun concentraties. Wanneer de concentratiecel wordt geactiveerd, wordt de geconcentreerde oplossing typisch meer verdund, terwijl de gedispergeerde oplossing moleculen toevoegt, totdat beide gelijk zijn. Gewoonlijk wordt een spanning opgewekt wanneer het evenwicht nadert. De sterkte van deze reactie kan worden gemeten door het potentieel van de cel te berekenen, met behulp van een wiskundige formule die de Nernst-vergelijking wordt genoemd.
Het berekenen van het potentieel van een concentratiecel vereist meestal een voltmeter. De waarde die door het instrument wordt verstrekt, die positief of negatief kan zijn, kan vervolgens in de vergelijking worden opgenomen en met het concentratieniveau worden gebruikt om het potentieel te bepalen. Elektronen stromen van de ene stof naar de andere in een concentratiecel. Het gedeelte dat deeltjes verliest, wordt de oxidatiezijde genoemd, terwijl de reductiezijde ze wint.
Metalen onderdelen worden vaak gebruikt in dit soort cellen, en verschillende delen ervan kunnen worden blootgesteld aan verschillende concentraties van materiaal. Sommige delen van het metaal kunnen meer elektrisch potentieel hebben dan andere, wat corrosie kan veroorzaken. Hoewel een concentratiecel kan worden schoongemaakt om dit te voorkomen, is dit vaak moeilijk wanneer het systeem bijvoorbeeld in de grond wordt geplaatst.
Corrosie kan optreden door metaalionen. Als de cel water bevat of wordt blootgesteld, niet is verzegeld of er geen beschermende coating is, kunnen de gebieden in de buurt van een hoog niveau van metaalionen corroderen. Ongelijke zuurstofconcentraties, die kunnen optreden op metalen oppervlakken onder water, kunnen leiden tot corrosie waar de gasniveaus laag zijn. Punten tussen aangrenzende delen en hout, rubber of plastic in de buurt van een metalen oppervlak, zijn meestal waar afbraak optreedt. Een actief-passieve concentratiecel ontwikkelt zich wanneer er zuurstof is en een passieve film is doorboord onder een laag zout, waardoor putjes in het metaal ontstaan.
Concentratiecellen worden vaak gebruikt als meters voor het meten van de zuurgraad en basiciteit van de bodem. Deze hebben meestal één uiteinde blootgesteld aan de grond en een ander uiteinde bevat in een oplossing van kaliumchloride. Een vergelijking van de twee metingen kan dan worden gemaakt. In het algemeen geldt dat hoe hoger de geproduceerde spanning, hoe zuurder het monster is. Een concentratiecel kan ook worden gebruikt om chemicaliën te analyseren en verschillende materialen te testen op gevoeligheid voor corrosie.