In der Elektrochemie, das elektrochemische Potential ,, manchmal ECP abgekürzt, ist ein Maß der thermodynamischen chemische Potential hat, die der Energie-Anteil der Elektrostatik weglässt. Elektrochemisches Potential wird in der Einheit J / mol ausgedrückt.

Einbringen

Jede chemische Spezies hat eine elektrochemische Potential an jedem beliebigen Punkt im Raum, die, wie leicht oder schwer es ist, mehr von dieser Art an dieser Stelle hinzufügen, darstellt. Wenn möglich, wird eine Art von Bereichen mit höheren elektrochemischen Potentials in Gebiete mit niedrigeren elektrochemisches Potential zu bewegen; im Gleichgewicht ist, das elektrochemische Potential wird überall konstant für jede Spezies sein. Wenn beispielsweise ein Glas Wasser gleichförmig darin gelösten Natriumionen, und ein elektrisches Feld wird über das Wasser aufgebracht wird, dann werden die Natriumionen dazu neigen, durch das elektrische Feld nach einer Seite herausgezogen zu werden. Wir sagen die Ionen elektrische potentielle Energie und bewegen sich auf ihre potentielle Energie zu senken. Ebenso, wenn ein Glas Wasser hat eine Menge an gelöstem Zucker auf der einen Seite und keiner auf der anderen Seite, wobei jeder Zuckermolekül wird zufällig diffundieren um das Wasser, bis es gleich Zuckerkonzentration überall. Wir sagen, dass die Zuckermoleküle haben ein "chemisches Potential", die in den hochkonzentrierten Bereichen höher ist, und die Moleküle bewegen, um ihre chemische Potential zu senken. Diese beiden Beispiele zeigen, dass ein elektrisches Potential und eine chemische Potential kann sowohl das gleiche Ergebnis: eine Umverteilung der chemischen Spezies. Daher macht es Sinn, sie in einer einzigen "Potenzial" zu kombinieren, das elektrochemische Potential, die direkt zu geben kann das Netz Umverteilung statt sowohl berücksichtigt.

Es ist leicht zu messen, ob die beiden Regionen die gleiche elektrochemische Potential für eine bestimmte chemische Spezies: Lassen Sie die Arten frei hin und her zwischen den beiden Regionen zu bewegen. Wenn das chemische Potential ist das gleiche in den beiden Regionen werden die Arten gelegentlich hin und her zwischen den beiden Regionen zu bewegen, aber im Durchschnitt gibt es nur so viel Bewegung in eine Richtung wie der andere, und es gibt Null-Netto-Migration. Wenn die chemischen Potentiale der zwei Bereiche unterschiedlich sind, werden mehrere Moleküle an der unteren chemisches Potential als die andere Richtung zu bewegen.

Außerdem, wenn es nicht diffusive Gleichgewicht, das heißt, wenn es eine Tendenz für Moleküle, von einer Region in eine andere zu diffundieren, so gibt es eine gewisse freie Energie von jedem netz diffundierenden Moleküls freigesetzt. Diese Energie, die manchmal auch genutzt werden kann, und der freien Energie pro Mol ist genau gleich der elektrochemischen Potentialdifferenz zwischen den beiden Regionen.

Widersprüchliche Terminologien

Es ist in der Elektrochemie und der Festkörperphysik, die für beide das chemische Potential und das elektrochemische Potential der Elektronen zu diskutieren. Doch in den beiden Feldern, die Definitionen dieser beiden Begriffe sind manchmal vertauscht. In der Elektrochemie, das elektrochemische Potential der Elektronen das Gesamtpotential, einschließlich sowohl der chemischen Potential und dem elektrischen Potential und ist per Definition durch eine Vorrichtung in Gleichgewichtskonstante, während das chemische Potential der Elektronen gleich dem elektrochemischen Potential minus dem lokalen elektrischen ist potentielle Energie pro Elektron. In der Festkörperphysik, sind die Definitionen in der Regel kompatibel mit diesem, aber gelegentlich die Definitionen vertauscht.

Dieser Artikel basiert auf die Elektrochemie Definitionen.

Definition und Verwendung

In generische Begriffe, ist elektrochemisches Potential die mechanische Arbeit zu bringen 1 Mol eines Ions von einem Normalzustand zu einem bestimmten Konzentration und elektrischen Potentials durchgeführt. Gemäß der IUPAC-Definition ist es die partielle molare Gibbs-Energie des Stoffes an der angegebenen elektrischen Potentials, wobei die Substanz in einer bestimmten Phase befindet. Elektrochemische Potential kann ausgedrückt werden als

woher:

•  das elektrochemische Potential der Spezies i, J / mol
•  das chemische Potential der Spezies i, J / mol
•  die Wertigkeit des Ions i, ein dimensionsloser Integer
•  ist die Faraday-Konstante, C / mol
•  ist die lokale elektrostatische Potential, V.

Im speziellen Fall eines ungeladenen Atom, = 0, und so.

Elektrochemisches Potential in biologischen Prozessen, die eine molekulare Diffusion durch Membranen in elektroanalytischen Chemie und industrielle Anwendungen, wie Batterien und Brennstoffzellen beinhalten wichtig. Es stellt eines der zahlreichen auswechselbaren Formen von potentieller Energie durch die Energie kann eingespart werden.

In Zellmembranen, ist das elektrochemische Potential der Summe aus dem chemischen Potential und dem Membranpotential.

Falsche Verwendung

Der Begriff elektrochemische Potential wird manchmal verwendet, um eine Elektrodenpotential bedeuten. In einigen Zusammenhängen wird das Elektrodenpotential von korrodierenden Metallen als "elektrochemische Korrosionspotential", die oft als ECP abgekürzt wird, und das Wort "Korrosion" ist manchmal weggelassen. Diese Verwendung kann zu Verwirrung führen. Die beiden Mengen unterschiedliche Bedeutungen haben und unterschiedliche Abmessungen: die Dimension des elektrochemischen Potentials ist Energie pro Mol während die Elektrodenpotential Spannung.