2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Razlika potencijala uočena na međuprostoru dva rastvora različitih koncentracija, koji su u kontaktu kroz membranu, na primer, naziva se potencijal tečnog spoja. Ova razlika potencijala je zbog činjenice da ioni koncentrisanijeg rastvora imaju tendenciju da difunduju ka razblaženijem rastvoru, različitim brzinama, stvarajući dvostruki sloj jona sa različitim nabojem, formirajući potencijalnu razliku između ta dva.
Na gornjoj slici možemo vidjeti rastvor natrijum hlorida koji difunduje kroz membranu; hloridni anjoni (Cl–) migriraju brže od katjona natrijuma (Na+). Ovo formira dvostruki sloj koji stvara potencijal tečnog spoja, koji se također naziva difuzijski potencijal. Ovaj potencijal je često mali, samo nekoliko milivolti, ali ga je nemoguće eksperimentalno izmjeriti, može se samo izračunati.
Potencijal ćelijske membrane je biološki primjer potencijala tečnog spoja. Joni difundiraju kroz polupropusnu ćelijsku membranu i odgovorni su za prijenos nervnih impulsa, između ostalih pojava.
Pokretljivost nekih jona na sobnoj temperaturi (25 ºC):
| NH4+ 7, 61 10-8 | (m2/(s V) | OH– | 20, 50 10-8 | (m2/(s V) |
| Na+ 5, 19 10-8 | (m2/(s V) | Cl– | 7, 91 10-8 | (m2/(s V) |
| K+ 7, 62 10-8 | (m2/(s V) | NE3– | 7, 40 10-8 | (m2/(s V) |
| H+ 36, 30 10-8 | (m2/(s V) | HCO3– | 4, 61 10-8 | (m2/(s V) |
Evo nekih potencijala tečnog spoja, (25 ºC)
| Dissolution A | Dissolution B | Potencijal spoja (mV) |
| NaCl 0,1 M | KCl 3.5 M | -0, 2 |
| NaCl 0,1 M | KCl 0, 1 M | -6, 4 |
| NaCl 1.0 M | KCl 3.5 M | -1, 9 |
| HCl 0, 1 M | KCl 0, 1 M | +27, 0 |
| HCl 0, 1 M | KCl 3.5 M | +3, 1 |
Potencijal tekućeg spoja je prepreka za precizno izvođenje direktnog potenciometrijskog mjerenja, budući da se fenomen difuzionog potencijala javlja između referentne elektrode i okolne otopine, te je teško znati veličinu njegovog utjecaja na potencijal razlika koju treba izmjeriti.
Referentna elektroda se sastoji od metalnog provodnika koji je u kontaktu sarastvor konstantnog sastava i visoke koncentracije, nazvan referentni elektrolit. Ovaj elektrolit dolazi u kontakt sa rastvorom koji se meri kroz dijafragmu, koja je porozna membrana kroz koju dolazi do tečnog spoja. Anioni i kationi referentnog elektrolita, čija je koncentracija veća od otopine koja se mjeri, težit će struji prema njemu. Ako joni migriraju različitim brzinama, tada će se pojaviti potencijal tečnog spoja.
Ovaj potencijal zavisi od vrste, temperature i koncentracije referentnog elektrolita. Kako bi ovaj difuzioni potencijal bio što je moguće konstantniji i manji i tako ne bi ometao mjerenje, treba odabrati referentne elektrolite čiji ioni imaju sličnu pokretljivost. Koncentracija ovog elektrolita mora biti visoka, 5 do 10 puta veća od one koja se očekuje u otopini koja se mjeri. Ostale mjere koje treba poduzeti da se ovaj potencijal svede na najmanju moguću mjeru bile bi odabir odgovarajuće dijafragme i održavanje konstantne brzine miješanja.
