Une cellule de concentration est divisée en deux sections différentes, qui sont reliées par un composant pour permettre le passage des particules d’électrons, comme un pont salin. Ces deux demi-cellules contiennent des électrodes et les solutions dans chacune sont différentes dans leurs concentrations. Lorsque la cellule de concentration est activée, la solution concentrée devient généralement plus diluée tandis que la solution dispersée ajoute des molécules, jusqu’à ce que les deux soient égales. Habituellement, lorsque l’équilibre est proche, une tension est générée. La force de cette réaction peut être mesurée en calculant le potentiel de la cellule, en utilisant une formule mathématique appelée l’équation de Nernst.
Le calcul du potentiel d’une cellule de concentration nécessite généralement un voltmètre. La valeur fournie par l’instrument, qui peut être positive ou négative, peut ensuite être mise dans l’équation et utilisée avec le niveau de concentration pour déterminer le potentiel. Les électrons circulent d’une substance à l’autre dans une cellule de concentration. La section qui perd des particules s’appelle le côté oxydation, tandis que le côté réduction les gagne.
Des pièces métalliques sont souvent utilisées dans ces types de cellules, et différentes zones de celles-ci peuvent être exposées à des concentrations variables de matériau. Certaines sections du métal peuvent avoir plus de potentiel électrique que d’autres, ce qui peut provoquer de la corrosion. Alors qu’une cellule de concentration peut être nettoyée pour éviter que cela ne se produise, cela est souvent difficile lorsque le système est placé dans le sol, par exemple.
La corrosion peut se produire à cause des ions métalliques. Si la cellule contient ou est exposée à de l’eau, n’est pas scellée ou s’il n’y a pas de revêtement protecteur, les zones proches d’un niveau élevé d’ions métalliques peuvent se corroder. Des concentrations inégales d’oxygène, qui peuvent se produire sur des surfaces métalliques sous l’eau, peuvent entraîner une corrosion là où les niveaux de gaz sont faibles. Les points entre les pièces adjacentes et le bois, le caoutchouc ou le plastique près d’une surface métallique sont généralement les endroits où la dégradation se produit. Une cellule de concentration active-passive se développe lorsqu’il y a de l’oxygène et un film passif est perforé sous une couche de sel, provoquant des piqûres dans le métal.
Les cellules de concentration sont souvent utilisées comme compteurs pour mesurer l’acidité et la basicité du sol. Ceux-ci ont généralement une extrémité exposée au sol et une autre extrémité contenue dans une solution de chlorure de potassium. Une comparaison des deux mesures peut alors être effectuée. En général, plus la tension produite est élevée, plus l’échantillon est acide. Une cellule de concentration peut également être utilisée pour analyser des produits chimiques ainsi que tester différents matériaux pour la sensibilité à la corrosion.