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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』「2015/01/30 21:36:56」(JST)
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電気化学ポテンシャル(でんきかがくポテンシャル、electrochemical potential)は、電荷を持つ粒子の化学ポテンシャルのことである。
イオンや電子について定義される。 ある荷電粒子のある相における電気化学ポテンシャルは、その荷電粒子を無限遠からその相に付け加えた際に起こる、付け加える粒子 1 mol あたり自由エネルギーの変化量と定義される。 この物理量はその相の電位によって変化する。 この点に着目したエドワード・グッゲンハイムによって、特に電位を考慮しない通常の化学ポテンシャルと区別するために導入された[1]用語である。
ある物質の電気化学ポテンシャル μ は、一定圧力 P 、一定温度 T の下では、その物質のギブズエネルギーの差 ΔG の、その物質の物質量 n による偏微分で定義される。 一定体積、一定温度下ではヘルムホルツエネルギー ΔH の物質量 n による偏微分で定義される。
もし相の電位 φ が無限遠と等しい(0 である)とすれば、荷電粒子の電気化学ポテンシャルは、非荷電粒子の化学ポテンシャルと同様に振舞うと考えられる。 すなわち、標準状態の化学ポテンシャル μ* と活量 a を含む項の和で表される。 ここで電位を変化させると、純粋にそのクーロン力による仕事の分だけ電気化学ポテンシャルが増加する。 これらはあくまで仮説であるが、矛盾するような現象は今までに知られていないため受け入れられている。
すなわち粒子のイオン価を z、気体定数を R、ファラデー定数を F とすると
電気化学ポテンシャルは電位が異なる相間での化学平衡を論じるのに使用される。
脚注
- ^ Guggenheim (1929) p.842.
参考文献
- E. A. Guggenheim (1929). "The conceptions of electrical potential difference between two phases and the individual activities of ions". Journal of physical chemistry 33.
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