• az elektródpotenciált beállító redoxiegyensúly;
• csereáram, csereáram-sűrűség;
• elsőfajú és másodfajú elektródok, gázelektródok, redoxielektródok;
• Daniell-elem, Weston-féle normálelem, főbb referenciaelektródok;
• Nernst-egyenlet;
• galváncella, celladiagram, cellareakció, cellareakció-potenciál (), elektromotoros erő (), kapocsfeszültség, a galváncella belső ellenállása;

• elektromotoros erő mérési módszerei;

Egy galváncella feszültségének mérése méréstechnikai szempontból az alábbi egyszerű elektromos kapcsolással reprezentálható:

1. ábra

Kapocsfeszültség mérése

A körben folyó áram Ohm törvénye szerint:

Az 1 és 2 pontok (a galváncella pólusai) között mérhető feszültség, - ami az külső ellenálláson esik - szintén az Ohm-törvényből számítható:

Az egyenlet átrendezésével:

(1)

Ebből az összefüggésből látható, hogy a kapocsfeszültség mindig kisebb az elektromotoros erőnél, de azt annál jobban megközelíti, minél kisebb , és minél nagyobb . Határesetben , . Ez azt is jelenti, hogy a cellán átfolyó áram nullához tart.

Itt lehetőség kínálkozik az elektromotoros erő meghatározására abban az esetben is, ha nincs olyan nagy bemenő ellenállású feszültségmérőnk, ami nem terheli le a galváncellát. A megoldás, hogy különböző külső ellenállásokkal terheljük a galváncellát, és mérjük az ezekhez tartozó kapocsfeszültségeket. Ezután a cellán átfolyó áram függvényében ábrázoljuk a kapocsfeszültséget, és nulla áramra extrapolálva kapjuk az elektromotoros erőt.

A kapocsfeszültség annyival kisebb az elektromotoros erőnél, amekkora feszültség a cella belső ellenállásán esik:

Az áram Ohm törvényéből: .

Ezt behelyettesítve (2)

A (2) összefüggés egy egyenes egyenlete. Ha az -t az függvényében ábrázoljuk, egyenest kapunk, amelynek tengelymetszete az elektromotoros erő, iránytangenséből pedig az -t kapjuk. (Megjegyzés: a (1) és (2) összefüggés teljesen egyenértékű, egymásba átalakítható.)

Az elektromotoros erő kompenzációs mérési elvét a 2. ábra szemlélteti. Az kompenzációs feszültségforrás az és ellenállásokon kompenzációs áramot állít be. Amennyiben gondoskodunk arról, hogy stabil és állandó legyen, akkor állandó marad a mérés folyamán. Az ellenállásra csatlakoztatjuk a mérendő galváncellát a K kapcsolón és a G galvanométeren keresztül. (A galvanométer egy nagy érzékenységű árammérő.)

Az ellenállást úgy állítjuk be, hogy a galvanométer árammentes állapotot jelezzen. (Ha -et csökkentjük, akkor -t növelni kell, hogy összegük állandó maradjon). Ekkor az kompenzációs áram által az ellenálláson létrehozott feszültség egyenlő lesz a mérendő elektromotoros erővel:

.

Amikor a normálelemet csatlakoztatjuk, és az változtatásával megvalósítjuk az árammentes állapotot, akkor . E két egyenletet osztva egymással, kiszámíthatjuk -et.

A K kapcsolót csak rövid időtartamokra zárjuk, amíg ellenőrizzük az árammentes állapotot, így elkerülhető az elektródok polarizációja.

2. ábra

A kompenzációs mérés elve

A kompenzációs mérőeszköz gyakorlati megvalósítására egy egyszerűsített megoldást alkalmazunk: a változtatható ellenállások helyett homogén keresztmetszetű ellenálláshuzalt használunk. Ehhez egy csúszó érintkező csatlakozik, amellyel változtathatjuk és arányát úgy, hogy az összegük állandó marad. Mivel az egyenletes keresztmetszetű huzal ellenállása egyenesen arányos a hosszával, ezért ellenállás helyett hosszúságegységekkel is számolhatunk. Amennyiben az ellenálláshuzalt feltekert formában használjuk - potenciométernek hívják az így elkészített eszközt - , akkor a skálán leolvasott osztásrészt is behelyettesíthetjük az (3.) egyenletbe.

3. ábra

A kompenzációs mérés gyakorlati megvalósítása

Kis és nagy belső ellenállású Daniell-cella vizsgálata, és kapocsfeszültség mérése, az koncentrációfüggésének vizsgálata

• 2 db üvegből készült csapos elektródedény (a csapokat nem szabad bezsírozni!);
• 1 db Cu elektród;
• 1 db Zn elektród;
• 1 db telített kalomelelektród;
• csiszolópapír (külön-külön a réz-, illetve cinkelektródhoz);
• 2 db 25 cm³ -es főzőpohár, (KNO₃ -nak az áramkulcsba);
• 4 db 100 cm³ -es mérőlombik, (hígitásokhoz);
• 1 db 50 cm³ -es főzőpohár, (hígitáshoz);
• 1 db szemcseppentő, (jelre állításra);
• 1 db 50 cm³ -es büretta, (CuSO₄ oldatnak);
• 0,1 mol/dm³ koncentrációjú CuSO₄ - oldat;
• 0,1 mol/dm³ koncentrációjú ZnSO₄ - oldat;
• 0,1 mol/dm³ koncentrációjú MgSO₄ - oldat;
• telített KNO₃-oldat, (az áramkulcsba);
• 2 db elektródedény-befogó;
• 1 db kompenzációs mérőeszköz, (mm skálára rögzített, egyenletes keresztmetszetű ellenállás huzal vagy skálázott potenciométer);
• 1 db 2V feszültségű tápegység, (a kompenzáló feszültség előállításához);
• 1 db normálelem, (referencia feszültségforrás);
• 1 db OP 211/1 pH mérő, mV-mérő üzemmódban, vagy más voltmérő, legalább 10¹⁰ W bemenő ellenállással;
• 1 db galvanométer, (nagy érzékenységű árammérő);
• 6 db elektromos mérővezeték.

Az általunk vizsgált galváncella celladiagramja:

(-) Cu(s) | Zn (s) || 0,1 M ZnSO₄ | áramkulcs telített KNO₃ -oldat | 0,1 M CuSO_{4 || Cu (s) (+)}

(4)

1. A galváncella összeállítása

2. és kapocsfeszültség mérése

3. mérése kompenzációval

4. Az koncentrációfüggésének vizsgálata

1. A kapocsfeszültség-mérés adatainak értékelése

2. A kompenzációs mérés adatainak kiértékelése

A fent levezetett összefüggések alapján az elektromotoros erő:

3. A koncentrációfüggés kiértékelése

4. A galváncella maximális munkája

5. A hibahatárokat a mintapélda alapján határozzuk meg.

• - adatpárok (nyitott és zárt csapnál);

• - -grafikon az illesztett egyenessel (nyitott és zárt csapnál mért adatokkal egyaránt);
• adatok V-ban: a nagy bemenő ellenállású mV-mérővel, kompenzációval mért és a két extrapolációval számított adat, utóbbiaknál a 95%-os statisztikus biztonsághoz tartozó hibahatárokkal;
• belső ellenállás (nyitott és zárt csapnál), az- függvény meredekségéből
  (kW -ban), a 95%-os statisztikus biztonsághoz tartozó hibahatárokkal;
• a kalomel | Cu galváncella adatai a koncentráció elektród függvényében, táblázatosan;
• - összefüggés grafikusan, az illesztett egyenes egyenletével (Nernst-összefüggés);
• a -elektród formálpotenciálja a standard hidrogénelektródra vonatkoztatva (V-ban), a 95%-os statisztikus biztonsághoz tartozó hibahatárokkal;
• kJ / mol egységben, három értékes jegyre.