तरल जंक्शन क्षमता

तरल जंक्शन क्षमता (लघु एलजेपी) तब होती है जब विभिन्न सांद्रता के इलेक्ट्रोलाइट्स के दो विलयन एक दूसरे के संपर्क में होते हैं। अधिक सांद्रित विलयन की तुलनात्मक रूप से कम सांद्र विलयन में विसरित होने की प्रवृत्ति होती है। प्रत्येक आयन के प्रसार की दर विद्युत क्षेत्र में उसकी गति या उनकी आयन गतिशीलता के लगभग आनुपातिक होगी। यदि धनायनों की तुलना में ऋणायन अधिक तेजी से विसरित होते हैं, तो वे सांद्र विलयन में आगे विसरित हो जाएंगे, जिससे बाद वाला ऋणात्मक विद्युत आवेश और सान्द्र विलयन धनात्मक रूप से आवेशित हो जाता हैं। इसके परिणामस्वरूप दो विलयनों के जंक्शन पर धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की विद्युत दोहरी परत बन जाती है। इस प्रकार जंक्शन के बिंदु पर, आयनिक स्थानांतरण के कारण वोल्टेज विकसित होगा। इस क्षमता को तरल जंक्शन क्षमता या प्रसार क्षमता कहा जाता है जो गैर-संतुलन क्षमता है। क्षमता का परिमाण 'आयनों' की गति की सापेक्ष गति पर निर्भर करता है।

गणना

तरल जंक्शन क्षमता को सीधे नहीं मापा जा सकता है किन्तु इसकी गणना की जाती है। स्थानांतरण के साथ एक सांद्रता सेल के वैद्युतवाहक बल (ईएमएफ) में तरल जंक्शन क्षमता सम्मिलित है।

परिवहन के बिना एक सघनता सेल का ईएमएफ है:

$E_{\mathrm {nt} }={\frac {RT}{F}}\ln {\frac {a_{2}}{a_{1}}}$

जहाँ $a_{1}$ और $a_{2}$ दो विलयनों में एचसीएल की थर्मोडायनामिक गतिविधि है, $R$ सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, $T$ तापमान है और $F$ फैराडे स्थिरांक है।

परिवहन के साथ एक सांद्रता सेल का ईएमएफ (आयन परिवहन संख्या सहित) है:

$E_{\mathrm {wt} }=2t_{M}{\frac {RT}{F}}\ln {\frac {a_{2}}{a_{1}}}$

जहाँ $a_{2}$ और $a_{1}$ क्रमशः दाएं और बाएं हाथ के इलेक्ट्रोड के एचसीएल विलयन की गतिविधियां हैं, और $t_{M}$ Cl⁻ की परिवहन संख्या है।

तरल जंक्शन क्षमता आयनिक परिवहन के साथ और बिना दो सांद्रता सेल्स के दो ईएमएफ के बीच का अंतर है:

$E_{\mathrm {lj} }=E_{\mathrm {wt} }-E_{\mathrm {nt} }=(2t_{M}-1){\frac {RT}{F}}\ln {\frac {a_{2}}{a_{1}}}$

विलोपन

तरल जंक्शन क्षमता रासायनिक सेल के वैद्युतवाहक बल के त्रुटिहीन माप में हस्तक्षेप करती है, इसलिए त्रुटिहीन माप के लिए इसका प्रभाव जितना संभव हो उतना कम किया जाना चाहिए। तरल जंक्शन क्षमता को खत्म करने का सबसे सामान्य विधि जंक्शन बनाने वाले दो विलयनों के बीच लिथियम एसीटेट (CH₃COOLi) के साथ पोटेशियम क्लोराइड (KCl) और अमोनियम नाइट्रेट (NH₄NO₃) के संतृप्त घोल से युक्त एक लवण सेतु रखना है। जब इस प्रकार के एक सेतु का उपयोग किया जाता है, तो सेतु में आयन जंक्शन पर बड़ी मात्रा में उपस्थित होते हैं और वे लगभग पूरे करंट को सीमा के पार ले जाते हैं। KCl/NH₄NO₃ की दक्षता इस तथ्य से जुड़ी है कि इन लवणों में आयनों और धनायनों की परिवहन संख्या समान हैं।

यह भी देखें

• एकाग्रता सेल
• आयन परिवहन संख्या
• आईटीईएस
• विद्युत रासायनिक कैनेटीक्स

संदर्भ

• Advanced Physical Chemistry by Gurtu & Snehi
• Principles of Physical Chemistry by Puri, Sharma, Pathania

बाहरी संबंध

• J. Phys. Chem. Elimination of the junction potențial with glass electrode

• Open source Liquid Junction Potential calculator

• Junction Potential Explanation Video