Célula de concentración

En la tecnología de baterías, una celda de concentración es una forma limitada de una celda galvánica que tiene dos semiceldas equivalentes de la misma composición que difieren solo en concentraciones. Se puede calcular el potencial desarrollado por una celda utilizando la ecuación de Nernst. Una célula de concentración produce un pequeño voltaje a medida que intenta alcanzar el equilibrio químico, que ocurre cuando la concentración del reactivo en ambas semiceldas es igual. Debido a que una diferencia de concentración de orden de magnitud produce menos de 60 milivoltios a temperatura ambiente, las células de concentración no se usan típicamente para el almacenamiento de energía.

Una célula de concentración genera electricidad a partir de la reducción de la energía libre termodinámica del sistema electroquímico a medida que se reduce la diferencia en las concentraciones químicas en las dos semiceldas. La misma reacción ocurre en las semicelulas pero en direcciones opuestas, aumentando la concentración más baja y disminuyendo la más alta. La energía se genera a partir de energía térmica que la célula absorbe en forma de calor, a medida que fluye la electricidad. Esta generación de electricidad a partir de energía térmica ambiental, sin gradiente de temperatura, es posible porque la convergencia de las concentraciones químicas en las dos semiceldas aumenta la entropía, y este aumento compensa con creces la disminución de la entropía cuando el calor se convierte en energía eléctrica.

Los métodos de análisis químico de células de concentración comparan una solución de concentración conocida con una desconocida, determinando la concentración de la desconocida a través de la Ecuación de Nernst o tablas de comparación contra un grupo de estándares.

La corrosión de células de concentración se produce cuando dos o más áreas de una superficie metálica están en contacto con diferentes concentraciones de la misma solución. Hay dos tipos generales de células de concentración.

Las células de concentración pueden ser células de concentración de electrodos o células de concentración de electrolitos.

Celda de concentración de electrolitos: En este tipo de electrodos celulares, las medias celdas están compuestas de las mismas sustancias y el electrolito es la solución de las mismas sustancias pero con diferente concentración.Celda de concentración de electrodos

: En este tipo de celda, se sumergen en la misma solución dos electrodos de la misma sustancia pero con diferente concentración.