Una cella di concentrazione è divisa in due diverse sezioni, che sono collegate da un componente per consentire il passaggio delle particelle di elettroni, come un ponte salino. Queste due semicelle contengono elettrodi e le soluzioni in ciascuna sono diverse nelle loro concentrazioni. Quando la cella di concentrazione viene attivata, la soluzione concentrata diventa tipicamente più diluita mentre quella dispersa aggiunge molecole, fino a quando entrambe sono uguali. Di solito quando l’equilibrio è vicino, viene generata una tensione. La forza di questa reazione può essere misurata calcolando il potenziale della cellula, utilizzando una formula matematica chiamata equazione di Nernst.
Il calcolo del potenziale di una cella di concentrazione di solito richiede un voltmetro. Il valore fornito dallo strumento, che può essere positivo o negativo, può quindi essere inserito nell’equazione e utilizzato con il livello di concentrazione per determinare il potenziale. Gli elettroni fluiscono da una sostanza all’altra in una cella di concentrazione. La sezione che perde le particelle è detta lato di ossidazione, mentre il lato di riduzione le guadagna.
Le parti metalliche sono spesso utilizzate in questi tipi di celle e diverse aree di esse possono essere esposte a diverse concentrazioni di materiale. Alcune sezioni del metallo possono avere un potenziale elettrico maggiore di altre, il che può causare corrosione. Mentre una cella di concentrazione può essere pulita per evitare che ciò accada, questo è spesso difficile quando il sistema è posizionato nel terreno, ad esempio.
La corrosione può verificarsi a causa degli ioni metallici. Se la cella contiene o è esposta all’acqua, non è sigillata o non è presente un rivestimento protettivo, le aree vicine a un livello elevato di ioni metallici possono corrodersi. Concentrazioni di ossigeno non uniformi, che possono verificarsi sulle superfici metalliche sott’acqua, possono portare alla corrosione dove i livelli di gas sono bassi. I punti tra parti adiacenti e legno, gomma o plastica vicino a una superficie metallica sono in genere i luoghi in cui si verifica il degrado. Una cella di concentrazione attiva-passiva si sviluppa quando c’è ossigeno e un film passivo viene perforato sotto uno strato di sale, causando vaiolatura nel metallo.
Le celle di concentrazione sono spesso utilizzate come misuratori per misurare l’acidità e la basicità del suolo. Questi di solito hanno un’estremità esposta al suolo e un’altra estremità contenuta in una soluzione di cloruro di potassio. È quindi possibile confrontare le due misurazioni. Generalmente maggiore è la tensione prodotta, più acido è il campione. Una cella di concentrazione può essere utilizzata anche per analizzare sostanze chimiche e testare diversi materiali per la suscettibilità alla corrosione.