9.5
L'equazione di Nernst prevede il potenziale della cella in condizioni non standard.
Tuttavia, in molte celle galvaniche, il potenziale misurato spesso differisce dal valore previsto dall'equazione di Nernst.
Per capire questo, consideriamo una cella galvanica contenente due semicelle con soluzioni elettrolitiche diverse. Quando entrano in contatto, gli ioni iniziano a diffondersi attraverso il confine. Poiché gli ioni hanno mobilità diverse, si muovono a velocità diverse.
Questo movimento diseguale degli ioni crea una piccola separazione di carica all'interfaccia tra le due soluzioni. Questo sviluppa un potenziale aggiuntivo chiamato potenziale di giunzione liquida, EJ.
Di conseguenza, la fem misurata include sia il potenziale di Nernst sia il potenziale di giunzione.
Per ridurre questo effetto, si utilizza un ponte di sale. Il ponte salino contiene tipicamente gel di agar mescolato con un cloruro di potassio concentrato simile a un elettrolita.
Poiché gli ioni potassio e cloruro hanno mobilità simili, diffondono a velocità simili. La loro diffusione aiuta a minimizzare il potenziale di giunzione e migliora la precisione delle misurazioni.
L'equazione di Nernst, derivata sotto l'assunzione di equilibrio termodinamico, calcola la forza elettromotrice (fem) come la somma delle differenze di potenziale ai confini di fase in una cella reversibile senza giunzione liquida. Tuttavia, nelle celle irreversibili come la cella di Daniell, una differenza di potenziale aggiuntiva chiamata potenziale di giunzione liquida (EJ) si presenta all'interfaccia di due soluzioni elettrolitiche a causa delle diverse velocità di diffusione ionica. Questa E J rappresenta la differenza di potenziale tra le soluzioni elettrolitiche della mezza cella destra e quella sinistra. Ciò significa che la fem totale di una cella con giunzione liquida è uguale alla somma di E J e dell'emf dall'equazione di Nernst.
Sebbene i potenziali di giunzione siano piccoli, sono significativi per un lavoro accurato e possono essere minimizzati—ma non eliminati—collegando soluzioni elettrolitiche a un ponte di sale. Il successo del ponte salino risiede nel fatto che, se gli ioni disciolti nella gelatina di agar hanno mobilità simili, i potenziali di giunzione liquida a entrambe le estremità sono in gran parte indipendenti dalle concentrazioni delle due soluzioni diluite, annullandosi quasi a vicenda.
L'equazione di Nernst prevede il potenziale della cella in condizioni non standard.
Tuttavia, in molte celle galvaniche, il potenziale misurato spesso differisce dal valore previsto dall'equazione di Nernst.
Per capire questo, consideriamo una cella galvanica contenente due semicelle con soluzioni elettrolitiche diverse. Quando entrano in contatto, gli ioni iniziano a diffondersi attraverso il confine. Poiché gli ioni hanno mobilità diverse, si muovono a velocità diverse.
Questo movimento diseguale degli ioni crea una piccola separazione di carica all'interfaccia tra le due soluzioni. Questo sviluppa un potenziale aggiuntivo chiamato potenziale di giunzione liquida, EJ.
Di conseguenza, la fem misurata include sia il potenziale di Nernst sia il potenziale di giunzione.
Per ridurre questo effetto, si utilizza un ponte di sale. Il ponte salino contiene tipicamente gel di agar mescolato con un cloruro di potassio concentrato simile a un elettrolita.
Poiché gli ioni potassio e cloruro hanno mobilità simili, diffondono a velocità simili. La loro diffusione aiuta a minimizzare il potenziale di giunzione e migliora la precisione delle misurazioni.
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