Электрохимический потенциал

Электрохимический потенциал — химический потенциал электрически заряженных частиц и квазичастиц (ионы, электроны, дырки) в электрическом поле^[1][2][3][4] (термин предложен в 1929 г. Э. А. Гуггенгеймом^[5]). Специальный термин понадобился по причине принятого в литературе условного разбиения электрохимического потенциала на неэлектрическую и электрическую части. С теоретической точки зрения такое разделение носит чисто формальный характер, поскольку носителями заряда служат те же самые формульные единицы, с которыми соотносят обычный химический потенциал, и поэтому нет способа раздельного определения его химической и электрической составляющих. Практически же разделение электрохимического потенциала на две части иногда оказывается хорошим приближением, ибо в природе существуют частицы (электроны и позитроны), для которых вследствие малости их массы вклад неэлектрической части в электрохимический потенциал пренебрежимо мал по сравнению со вкладом электрической составляющей^[6][7].

Физический смысл электрохимического потенциала заключается в том, что его изменение равно работе для перехода системы из состояния ${\displaystyle 1}$ в состояние ${\displaystyle 2}$ с изменением химической, осмотической и электрической энергий: ${\displaystyle \Delta \mu =\mu _{2}-\mu _{1}+RT\ln {\frac {C_{2}}{C_{1}}}+zF(\varphi _{2}-\varphi _{1})}$. Здесь: ${\displaystyle \mu _{2},\mu _{1}}$ - химические потенциалы в состоянии ${\displaystyle 2}$ и ${\displaystyle 1}$,${\displaystyle R}$ - универсальная газовая постоянная, ${\displaystyle T}$ - абсолютная температура, ${\displaystyle C_{1},C_{2}}$ - молярная концентрация, ${\displaystyle z}$ - заряд иона в единицах элементарного заряда, ${\displaystyle F=N_{a}e=9,65*10^{4}}$ Кл/кмоль - постоянная Фарадея, ${\displaystyle \varphi _{2},\varphi _{1}}$ - разность потенциалов между растворами^[8].

См. также

• Химический потенциал
• Энергия Гиббса