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 [math]\displaystyle{ 1 }[/math] в состояние [math]\displaystyle{ 2 }[/math] с изменением химической, осмотической и электрической энергий: [math]\displaystyle{ \Delta \mu = \mu_{2} - \mu_{1} + RT \ln \frac{C_{2}}{C_{1}} + z F (\varphi_{2} - \varphi_{1}) }[/math]. Здесь: [math]\displaystyle{ \mu_{2}, \mu_{1} }[/math] - химические потенциалы в состоянии [math]\displaystyle{ 2 }[/math] и [math]\displaystyle{ 1 }[/math],[math]\displaystyle{ R }[/math] - универсальная газовая постоянная, [math]\displaystyle{ T }[/math] - абсолютная температура, [math]\displaystyle{ C_{1}, C_{2} }[/math] - молярная концентрация, [math]\displaystyle{ z }[/math] - заряд иона в единицах элементарного заряда, [math]\displaystyle{ F = N_{a} e = 9,65 * 10^{4} }[/math] Кл/кмоль - постоянная Фарадея, [math]\displaystyle{ \varphi_{2}, \varphi_{1} }[/math] - разность потенциалов между растворами[8].
См. также
Примечания
- ↑ Электрохимический потенциал // Физическая энциклопедия, т. 5, 1998, с. 595
- ↑ Дамаскин Б. Б. Электрохимический потенциал // Химическая энциклопедия, т. 5, 1998, с. 464
- ↑ Гуггенгейм, 1941, с. 122—123.
- ↑ Callen, 1985, p. 35.
- ↑ Guggenheim, 1985, p. 300.
- ↑ Русанов, 2013, с. 19.
- ↑ Салем, 2004, с. 245.
- ↑ Владимиров, Ю. А., Рощупкин Д. И., Потапенко А. Я. Биофизика. — М. : Медицина, 1983. — c. 13
Литература
- Callen H. B. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. — N. Y. e. a.: John Wiley, 1985. — xvi + 493 с. — ISBN 0471862568, 9780471862567.
- Guggenheim E. A. Thermodynamics: An Advanced Treatment for Chemists and Physicists. — Amsterdam: North-Holland, 1985. — xxiv + 390 с. — ISBN 0 444 86951 4.
- Гуггенгейм. Современная термодинамика, изложенная по методу У. Гиббса / Пер. под ред. проф. С. А. Щукарева. — Л.—М.: Госхимиздат, 1941. — 188 с.
- Русанов А. И. Лекции по термодинамике поверхностей. — СПб.—М.—Краснодар: Лань, 2013. — 237 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-1487-1.
- Салем Р. Р. Физическая химия. Термодинамика. — М.: Физматлит, 2004. — 351 с. — ISBN 5-9221-0078-5.