10.4 : القياس الجهدي: نظرة عامة

القياس الجهدي هو تقنية تحليلية تقيس فرق الجهد بين قطبين كهربائيين في خلية كهروكيميائية دون سحب أي تيار كبير يمكن أن يغير من تركيبة المحلول. تستخدم هذه الطريقة قطبًا مؤشرًا يتبادل الإلكترونات مع محلول المادة المحللة، وقطبًا مرجعيًا بجهد ثابت. يتم غمر كل قطب في محلول يتألف من خليتين نصفيتين. في الإعداد التقليدي، يعمل القطب المرجعي كأنود (القطب الأيسر)، وهو موقع الأكسدة حيث يتم فقدان الإلكترونات، بينما يعمل القطب المؤشر ككاثود (القطب الأيمن)، حيث يحدث الاختزال ويتم اكتساب الإلكترونات. يتم توصيل هذه الخلايا النصفية من خلال جسر ملحي، مملوء عادةً بإلكتروليت خامل، لمنع حدوث ماس كهربائي وخلط المحاليل. يتم تحديد جهد الخلية عن طريق حساب الفرق بين جهدي الاختزال - وهي مقياس لميل المادة إلى اكتساب الإلكترونات - عند الكاثود والأنود. لضمان دقة القياسات في الخلايا التي تستخدم الجسور الملحية، يجب مراعاة جهود تقاطع السوائل التي تتطور عند الواجهات بين محاليل الإلكتروليت غير المتشابهة. ومع ذلك، يمكن تقليل هذه التأثيرات من خلال الحفاظ على توازن حركة الأيونات وتركيزات الملح العالية.

يمكن لمعادلة نيرنست تقدير تركيز المحلل، ولكن للحصول على قياسات أكثر دقة، يجب أيضًا مراعاة عوامل مثل اعتماد درجة الحرارة وتأثيرات المصفوفة. بشكل عام، تعد قياس الجهد الكهربي تقنية قيمة لتحليل المحاليل المختلفة وتحديد تركيباتها الكيميائية.