Konsantrasyon Hücreleri

Bir redoks reaksiyonunun hücre potansiyeli, önemli ölçüde reaktanların ve ürünlerin konsantrasyonuna bağlıdır. 1, 03 voltluk bir hücre potansiyeline sahip standart koşullar altında bir nikel-gümüş galvanik hücre düşünün. Bununla birlikte, konsantrasyondaki bir değişiklik, hücre potansiyelini artırabilir veya azaltabilir.

Bir konsantrasyon gradyanı, iki farklı yarı hücrenin bir hücre potansiyelini etkiliyorsa, aynı yarı reaksiyonlara sahip bir elektrokimyasal hücre oluşturmak için kullanılabilir mi? Her biri farklı konsantrasyonlarda gümüş iyonları içeren bir çözelti içine yerleştirilmiş iki özdeş gümüş elektrotlu bir galvanik hücre düşünün. Bu düzene konsantrasyon hücresi denir.

Le Châtelier ilkesine göre, konsantrasyon gradyanı elektron akışını kendiliğinden düşük iyon konsantrasyonlu yarı hücreden daha yüksek iyon konsantrasyonlu yarı hücreye yönlendirir. Böylece oksidasyon, gümüş elektrodun oksitlendiği ve gümüş iyonları oluşturduğu daha seyreltik hücrede meydana gelirken, daha konsantre hücrede gümüş iyonları katı gümüşe indirgenir. Bir konsantrasyon hücresinin hücre potansiyeli hücre potansiyeli bu nedenle yalnızca seçilen redoks reaktifinin konsantrasyon farkı ile belirlenir ve Nernst denklemi kullanılarak hesaplanabilir.

İki yarım hücredeki iyon konsantrasyonları eşit olduğunda, konsantrasyon hücresi dengeye ulaşır ve potansiyeli sıfır olur. Bu noktada hücre ölü'olarak telaffuz edilir. pH metreler, bir çözeltinin asitliğini veya bazlığını belirlemek için bir konsantrasyon hücresi ile aynı prensibi kullanarak çalışır.

PH metrenin cam elektrodu, bilinen konsantrasyondaki hidrojen iyonlarının bir çözeltisiyle doldurulur. Farklı bir hidrojen iyonu konsantrasyonuna sahip bir çözeltiye daldırıldığında, camın iki tarafında ölçülebilir bir potansiyel farkı oluşur ve numunenin pH'ını belirlemek için kullanılır. Dış hidrojen iyonu konsantrasyonu elektrotun iç kısmından daha yüksekse, ölçülen potansiyel farkı yüksektir.

Bu, çözeltinin asidik olduğu ve pH değerlerinin yedinin altında olduğu anlamına gelir. Her iki taraftaki eşit hidrojen iyonu konsantrasyonu, sıfır potansiyel farkıyla sonuçlanır. Bu nedenle ölçülen çözüm nötrdür.

Dış kısımda daha düşük bir hidrojen iyonu konsantrasyonu, düşük bir potansiyel farkı yaratır, yani çözelti, yedinin üzerinde bir pH değeriyle baziktir.