Вывод уравнения равновесного электродного потенциала

Состояние компонента химической системы характеризуется величиной химического потенциала (и):

m= m_i^° + RTlnC_i (в идеальных, регулярных системах),

m =m_i^° + RTlna_i (в реальных системах),

m_i^° - стандартный химический потенциал при c_i=l, a_i=l.

Максимальная полезная работа химической реакции в изобарно-изотермных (изобарно-изохорных) процессах выражается через величины химического потенциала:

G_(p,T)(F_(v,t)) = Sm_idN_i.

Если компонент имеет заряд, то химический потенциал называется электрохимическим (p) и описывается

p=m_i°+ RTlna_i +nFj,

где j - электрический потенциал частицы относительно потенциала, принятого за ноль. При равновесии Dp₁=0, а Dj= Dm_i /nF = Е.

Таким образом, на границе двух фаз, содержащих заряженные частицы, должен существовать межфазный электродный скачок потенциала - результат стремления фаз к термодинамическому равновесию.

Типичная картина - электрод в растворе своих ионов. Переход ионов либо из раствора в электрод, либо обратно происходит до выравнивания электрохимических потенциалов: в электроде (p_э) и в растворе (p_р): (p_э)=(p_р);

m_i°_э+RTlna_iэ + nFj_э = m_i°_p + RTlna_ip + nFj_p.