化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャル、ネルンストの式

化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャル

 

このページでは

 

・化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャル

 

・ネルンストの式

 

について解説しています。

 

 

化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャル

電荷をもつ物質(荷電粒子)のやり取りがを含む化学平衡では化学ポテンシャルでなく、
電位の影響も考慮した電気化学ポテンシャルを考える必要があります。

 

(※化学平衡と化学ポテンシャルの関係についてはこちらで解説しています)

 

まず、理解しやすい様に簡単に説明しますと、
電気化学ポテンシャルは化学ポテンシャルにnFEを加えたもの と言えます。
(n:反応に関わる電子数、F:ファラデー定数、E:ある基準点から測った時の電位)

 

また、nFEとは、ある基準点から測った時にEという電位に存在する1molの粒子のエネルギー
言えます。

 

まずは、抽象的な表現で電気化学ポテンシャルをまとめますね。

 

 

 

次に具体的な化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャルの扱う対象と定義式を下に解説します。

 

 
きちんと理解して使い分けていきましょう。

 

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化学平衡と化学ポテンシャルの関係

 

 

ネルンストの式

電気化学ポテンシャルが理解できましたら、次はネルンストの式と呼ばれるある電子授受平衡時の標準電極電位と電位の関係式について解説します。

 

電子授受平衡とは、荷電粒子の中でも電子のやり取りを含む化学平衡状態のことを表します。

 

この電子授受平衡における電極の電位は、標準電極電位と酸化体と還元体の表面の活量から
算出できるのです。

 

以下のこのネルンストの式を記載します。

 

 

 

きちんと理解して覚えておきましょう!

 

また、このネルンストの式は腐食分野における電位-PH図電池分野におけるOCV(開放電圧)の予想などに応用されている非常に重要な式です。

 

そして、ネルンストの式は上記の電子授受平衡式の左辺と右辺の電気化学ポテンシャルの釣り合いと電荷の釣り合いの式から導出することができます。

 

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電子授受平衡とは?
標準電極電位とは
活量とは?
腐食分野における電位-PH図とは?
電池分野におけるOCV(開放電圧)とは?
ネルンストの式の導出

 

 

化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャル、ネルンストの式○ 関連ページ

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