Variables
Descripción
¿Qué calcula esta fórmula?
Una celda de concentración genera potencial eléctrico únicamente debido a una diferencia de concentración iónica entre dos semiceldas que contienen el mismo material de electrodo.
A diferencia de una celda galvánica convencional, no existe diferencia en la composición química de los electrodos.
Cuándo se utiliza
Se utiliza para calcular el voltaje generado por diferencias de concentración en sistemas electroquímicos.
Ejemplo
Datos:
C2 = 1.00 mol/L
C1 = 0.010 mol/L
T = 298 K
n = 2
R = 8.314 J·mol^-1·K^-1
F = 96485 C/mol
Fórmula:
E = (RT/nF)ln(C2/C1)
Sustitución:
E = ((8.314×298)/(2×96485))ln(1.00/0.010)
Resultado:
E ≈ 0.059 V
La diferencia de concentración genera un potencial aproximado de 59 mV.
Aplicaciones
Electroquímica
Sensores electroquímicos
Estudios de corrosión
Sistemas de membranas
Tecnología de baterías
Química analítica
Nota
Esta ecuación es un caso particular de la ecuación de Nernst.
Debido a que ambos electrodos son químicamente idénticos, el potencial estándar de celda es:
E° = 0
Todo el voltaje de la celda proviene del gradiente de concentración.
Cuando las concentraciones se igualan:
C2 = C1
el término logarítmico se vuelve cero y desaparece el potencial de la celda.
Las celdas de concentración constituyen una demostración directa de cómo las diferencias de potencial químico pueden transformarse en energía eléctrica.