Потенциал жидкого перехода возникает, когда два раствора электролитов разной концентрации контактируют с каждым Другие. Более концентрированный раствор будет иметь тенденцию диффундировать в сравнительно менее концентрированный раствор. Скорость диффузии каждого иона будет примерно пропорциональна его скорости в электрическом поле или их подвижности ионов. Если анионы диффундируют быстрее, чем катионы, они будут диффундировать вперед в разбавленный раствор, оставляя последний отрицательно заряженным, а концентрированный раствор положительно заряженным. Это приведет к образованию двойного электрического слоя положительных и отрицательных зарядов на стыке двух растворов. Таким образом, в точке соединения будет развиваться разность потенциалов из-за ионного переноса. Этот потенциал называется потенциалом жидкого перехода или диффузионным потенциалом, который является неравновесным потенциалом. Величина потенциала зависит от относительной скорости движения ионов.
Потенциал жидкого перехода нельзя измерить напрямую, но рассчитано. электродвижущая сила (ЭДС) концентрационной ячейки с переносом включает в себя потенциал жидкостного перехода.
ЭДС концентрационной ячейки без транспорта:
где и - активности HCl в двух растворах, - универсальный газ константа, - температура, а - постоянная Фарадея.
ЭДС концентрационной ячейки с транспортом (включая число переноса ионов ) составляет:
где и - активности растворов HCl правого и левого электродов, соответственно, и - транспортный номер Cl.
Потенциал жидкостного перехода - это разность между двумя ЭДС двух концентрационных ячеек, с ионным переносом и без него:
Потенциал жидкого перехода мешает точному измерению электродвижущей силы химической ячейки, поэтому ее Эффект должен быть минимизирован, насколько это возможно для точного измерения. Самый распространенный метод устранения потенциала жидкого перехода - это установка солевого мостика, состоящего из насыщенного раствора хлорида калия (KCl) и нитрата аммония (NH 4NO3) с ацетатом лития (CH 3 COOLi) между двумя растворами, составляющими соединение. Когда используется такой мост, ионы в нем присутствуют в большом избытке в месте перехода, и они переносят почти весь ток через границу. Эффективность KCl / NH 4NO3связана с тем, что в этих солях числа переноса анионов и катионов одинаковы.