O que é potencial de junção líquida e como pode ser minimizado?

Passo 1

O enunciado pergunta o que é o potencial de junção líquida e como podemos minimizá-lo. Isto cai no tema de eletroquímica de células galvânicas, mais precisamente na diferença de potencial que surge quando duas soluções iônicas de concentrações ou composições distintas entram em contato. Para explicar vamos usar conceitos de difusão iônica e mobilidade.

Passo 2

O potencial de junção líquida é a diferença de potencial elétrico que se forma num ponto de contato entre duas soluções eletrolíticas diferentes. Ele aparece porque, ao contato, os íons difundem-se em velocidades distintas (mobilidades diferentes), o que gera uma separação de cargas. Essa separação de cargas introduz uma diferença de potencial extra que não faz parte do potencial intrínseco dos eletrodos.

Passo 3

Matematicamente, se considerarmos uma variação de concentração c(x) ao longo da junção, o potencial de junção Ej pode ser escrito como
Ej = R,TF,integralln c1^ln c2l(t+ - t-r),d(ln c)
onde R é a constante dos gases, T a temperatura absoluta, F a constante de Faraday, e t+, t- são os coeficientes de transporte (mobilidades relativas) do cátion e do ânion.

Passo 4

Para minimizar o potencial de junção líquida é preciso reduzir a diferença de mobilidade efetiva dos íons na ponte salina ou na junção externa. As medidas comuns são:
  1. Usar um eletrólito de ponte salina com íons de mobilidade muito parecida, por exemplo KCl, pois tK^+approx tCl^-.
  2. Empregar concentrações elevadas e iguais nos dois lados da ponte salina, de forma que ln(c1/c2) seja pequeno.
  3. Utilizar gel ou agar-agar na ponte salina para reduzir correntes de convecção e manter a difusão predominante.
  4. Se possível, usar um sistema de junção simétrica (mesmo sal e mesma concentração) para que o potencial se anule.

Resposta

O potencial de junção líquida é a diferença de potencial gerada pela difusão de íons com mobilidades distintas na interface de duas soluções. Ele pode ser minimizado usando uma ponte salina com íons de mobilidades similares (como KCl), mantendo concentrações altas e iguais de ambos os lados e empregando gel na ponte para evitar gradientes de convecção.

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