Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » المعادلة الأساسية للجهد الكهروكيميائي

المعادلة الأساسية للجهد الكهروكيميائي

1930
  • E. A. Guggenheim
تجربة معملية لقياس الجهد الكهروكيميائي في الكيمياء الفيزيائية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يقيس الجهد الكهروكيميائي، [latex]\bar\\mu_i[/latex]، الطاقة الكلية للنوع المشحون "i" في نظام ما. وهو يجمع بين الجهد الكيميائي، [latex]\mu_i_[/latex]، الذي يأخذ في الحسبان التركيز والخصائص الجوهرية، وطاقة الجهد الكهروكيميائي، [latex]z_i F \phi[/latex]. والمعادلة هي [latex]\TP5T_bar{\mu}_i = \mu_i + z_i F \phi[/latex]، حيث [latex]z_i[/latex] هي شحنة الأيون، و[latex]F[/latex] هو ثابت فاراداي، و[latex]phi[/latex] هو الجهد الكهربي المحلي.

The concept of electrochemical potential is a cornerstone of physical chemistry, extending the idea of chemical potential to systems involving charged species and electrical fields. The governing equation, [latex]\bar{\mu}_i = \mu_i + z_i F \phi[/latex], elegantly merges chemical and electrical driving forces into a single thermodynamic quantity. The first term, [latex]\mu_i[/latex], is the chemical potential, representing the energy change associated with adding a mole of species `i` to a system, considering factors like concentration, temperature, and pressure. It is the driving force for diffusion from high to low concentration.

ويمثل الحد الثاني، [latex]z_i F \phi[/latex]، طاقة الجهد الكهروستاتيكي المولي. وهنا، [latex]z_i_[/latex] هو الشحنة الصحيحة بلا أبعاد للأيون (على سبيل المثال، +2 ل [latex]Ca ^{2+}[/latex])، و[latex]F[/latex] هو ثابت فاراداي (حوالي 96,485 C/مول)، وهو شحنة مول واحد من الإلكترونات، و[latex]F[/latex] هو الجهد الكهربائي المحلي (جهد جالفاني). يقيس هذا المصطلح الشغل المطلوب لتحريك مول من الأيونات مقابل المجال الكهربي المحلي.

وبشكل أساسي، فإن الجهد الكهروكيميائي هو الطاقة الحرة المولارية الجزئية للنوع 'i'، ويعبّر عنه بـ [latex]\P5T\PAR{mu}_i = (\frac{\Partial G}{\Partial n_i}) _{T,P,n_{J\n\nq i}}[/latex]. وهذا يعني أنه يمثل الشغل الكلي الذي يمكن استخلاصه عند إضافة مول واحد من النوع إلى النظام. ويحدد الفرق في الجهد الكهروكيميائي بين نقطتين اتجاه الحركة التلقائية لهذا الأيون، ويشمل ذلك كلاً من الانتشار أسفل تدرج التركيز والانجراف على طول المجال الكهربائي.

UNESCO Nomenclature: 2209
- الكيمياء الفيزيائية

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • عمل جوزيه ويلارد جيبس على الإمكانات الكيميائية وطاقة جيبس الحرة
  • قوانين مايكل فاراداي للتحليل الكهربي ومفهوم ثابت فاراداي
  • Walther Nernst’s development of the Nernst equation
  • تطور الديناميكا الحرارية الكلاسيكية والكهرباء الساكنة

التطبيقات

  • البطاريات وخلايا الوقود
  • علم الطلاء الكهربائي والتآكل
  • فيزياء أشباه الموصلات (مستوى فيرمي)
  • علم الأعصاب (النبضات العصبية)
  • الطاقة الحيوية الخلوية (تخليق ATP)

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

مرتبط بما يلي: الجهد الكهروكيميائي، الجهد الكيميائي، الجهد الكهروكيميائي، الجهد الكهروستاتيكي، ثابت فاراداي، طاقة جيبس الحرة، معادلة نيرنست، الكيمياء الكهربائية، الأيون.

السياق التاريخي

المعادلة الأساسية للجهد الكهروكيميائي

1926
1927
1927
1930
1930
1930
1931
1926
1926
1927
1930
1930
1930
1931
1932

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.