ศักย์ไฟฟ้า ที่จุดเชื่อมต่อของเหลว (Liquid Junction Potentialหรือ LJP) เกิดขึ้นเมื่อสารละลาย อิเล็ก โทรไลต์ สองชนิด ที่มีความเข้มข้นต่างกัน (เช่น กรดไฮโดรคลอริก 1.0 M และ 0.1 M) สัมผัสกัน สารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่าจะมีแนวโน้มที่จะแพร่เข้าไปในสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า นอกจากนี้ อัตราการแพร่ของไอออนบวกและไอออนลบในสารประกอบไอออนิกมักจะไม่เท่ากัน ในตัวอย่างข้างต้น ไอออน H ⁺เนื่องจากมีความคล่องตัวทางไฟฟ้า สูงกว่า (หรืออีกนัยหนึ่งคือมีสัมประสิทธิ์การแพร่ สูงกว่า ) จะเคลื่อนที่เร็วกว่าไอออน Cl- ^ในกรณีนี้ สารละลายเจือจางจะได้รับประจุ บวก ที่ด้านของจุดเชื่อมต่อของเหลว (เนื่องจากไอออน H+ แพร่ได้เร็วกว่าไอออน Cl-) ในขณะที่สารละลายเข้มข้นจะได้รับประจุลบการแยกประจุ นี้ สร้างสนามไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลว และสนามไฟฟ้านี้มีส่วนทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าอ้างอิงที่จุ่มอยู่ในสารละลายทั้งสอง เป็นที่น่าสังเกตว่าสนามไฟฟ้าบริเวณรอยต่อของของเหลวจะต้านทานการเคลื่อนย้ายมวลของไอออนโดยการแพร่ ในช่วงเวลาหนึ่ง ศักย์ไฟฟ้าบริเวณรอยต่อของของเหลวในสภาวะสมดุลสามารถเกิดขึ้นได้

ศักยภาพรอยต่อของเหลวเกิดขึ้นได้ระหว่างสารละลายสองชนิดที่มีองค์ประกอบต่างกัน แม้ว่าความเข้มข้นจะเท่ากันก็ตาม ทั้งนี้เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของไอออนต่าง ๆ โดยทั่วไปไม่เท่ากัน

ศักยภาพทางไฟฟ้าเพิ่มเติมบริเวณจุดเชื่อมต่อของเหลว (หรือที่เรียกว่า ศักยภาพ การแพร่ ) นี้เป็นศักยภาพที่ไม่สมดุล (ดังนั้นจึงไม่สามารถคำนวณได้ทางอุณหพลศาสตร์ ) แต่สามารถเข้าสู่สภาวะคงที่ได้ โดยที่ความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนในสนามไฟฟ้าจะสมดุลกับความเร็วของการแพร่ของไอออน อย่างไรก็ตาม ค่าของมัน ซึ่งเป็นสภาวะคงที่แต่ไม่สมดุล อาจขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของจุดเชื่อมต่อของเหลว

ศักยภาพการแพร่กระจายมีค่าน้อยในสารละลาย เมื่อความสามารถในการเคลื่อนที่ ของแคตไอออนและแอนไอออน (หรือเทียบเท่ากับสัมประสิทธิ์การแพร่กระจาย ) มีค่าใกล้เคียงกัน ซึ่งหมายความว่าในสารละลายดังกล่าวค่าเลขการขนส่งไอออนสำหรับแอนไอออนและแคตไอออนจะมีค่าเท่ากัน

เกลือสองชนิดที่ใช้บ่อยที่สุดซึ่งมีสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของแคตไอออนและแอนไอออนใกล้เคียง^{กันได้แก่} KClและ NaNO3 ^[ ₁ ]

ศักย์ ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลวไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่ต้องคำนวณ แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของเซลล์ความเข้มข้นที่มีการถ่ายโอนนั้นรวมถึงศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลวด้วย

ค่า EMF ของเซลล์ความเข้มข้นที่ไม่มีการขนส่งคือ:

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

โดยที่และคือค่ากิจกรรมของ HCl ในสารละลายทั้งสองคือค่าคงที่ของแก๊สสากลคืออุณหภูมิ และคือค่าคงที่ของฟาราเดย์ ${\displaystyle a_{1}}$${\displaystyle a_{2}}$${\displaystyle R}$${\displaystyle T}$${\displaystyle F}$

ค่า EMF ของเซลล์ความเข้มข้นที่มีการขนส่ง (รวมถึงเลขการขนส่งไอออน ) คือ:

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

โดยที่และคือค่ากิจกรรมของสารละลาย HCl ของอิเล็กโทรดด้านขวาและด้านซ้ายตามลำดับ และคือเลขการขนส่งของCl ⁻${\displaystyle a_{2}}$${\displaystyle a_{1}}$${\displaystyle t_{M}}$

ศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลว คือ ผลต่างระหว่างค่า EMF ของเซลล์ความเข้มข้นทั้งสองเซลล์ โดยมีและไม่มีการขนส่งไอออน:

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

ศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลวจะรบกวนการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์เคมีอย่างแม่นยำ ดังนั้นจึงควรลดผลกระทบของมันให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ได้การวัดที่ถูกต้อง

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ขนาดของศักยภาพจุดเชื่อมต่อของเหลวขึ้นอยู่กับความเร็วสัมพัทธ์ของไอออนที่เคลื่อนที่ ไอออนบวก K ⁺และไอออนลบ Cl- ^มีค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายที่คล้ายกันในตัวทำละลายหลายชนิด ด้วยเหตุนี้ สารละลาย KCl จึงมักใช้ในสะพานเกลือเพื่อลดศักยภาพจุดเชื่อมต่อของเหลวให้น้อยที่สุด^{[ 2 ] [ 3 ]}

สารละลาย แอมโมเนียมไนเตรต (NH ₄ NO ₃ ) ยังถูกนำมาใช้ในสะพานเกลือด้วย^{[ 4 ​​]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระบบที่กำลังตรวจสอบไม่สามารถทนต่อไอออนคลอไรด์ได้

วิธีการปฏิบัติ ที่พบได้บ่อยที่สุดในการกำจัดศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลวคือการวางสะพานเกลือที่ประกอบด้วยสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) หรือแอมโมเนียมไนเตรต (NH₄NO₃ ₎ที่อิ่มตัวไว้ระหว่างสารละลายทั้งสอง_ที่ประกอบกันเป็นจุดเชื่อมต่อ เมื่อใช้สะพานดังกล่าว ไอออนในสะพานจะมีอยู่มากเกินไปที่จุดเชื่อมต่อและพวกมันจะนำประจุเกือบทั้งหมดซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลวข้ามขอบเขต นอกจากนี้ ในการออกแบบสะพานเกลือ ที่พบได้ทั่วไป ศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อของเหลวระหว่างสะพานและสารละลายทั้งสองที่เชื่อมต่อกันจะหักล้างกัน ทำให้ลดการมีส่วนร่วมที่ไม่ใช่ทางเทอร์โมไดนามิกต่อแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้อีกด้วย

• เซลล์ความเข้มข้น
• หมายเลขการขนส่งไอออน
• ไอที
• จลนพลศาสตร์ทางเคมีไฟฟ้า

• วารสารฟิสิกส์เคมี การกำจัดศักย์ไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อด้วยอิเล็กโทรดแก้ว

• เครื่องคำนวณศักย์จุดเชื่อมต่อของเหลวแบบโอเพนซอร์ส

• วิดีโออธิบายศักยภาพทางแยก