Elektrochemisches Potential

Das elektrochemische Potential ${\displaystyle {\overline {\mu }}_{i}}$ ist das chemische Potential ${\displaystyle \mu _{i}}$ eines Ions ${\displaystyle i}$ in einem elektrischen Potential ${\displaystyle \varphi }$.

${\displaystyle {\overline {\mu }}_{i}=\mu _{i}+z_{i}\mathrm {F} \varphi }$

• ${\displaystyle z_{i}}$ Ladungszahl des Ions
• F, Faraday-Konstante, F = 96485.33 C / mol
• ${\displaystyle \varphi }$, Lokales elektrisches Potential

${\displaystyle {\overline {\mu }}_{i}}$ gibt an, wie viel Arbeit aufzubringen ist, um in einem System bei konstantem Druck ${\displaystyle P}$, konstanter Temperatur ${\displaystyle T}$ und konstanten Stoffmengen aller anderen Systemkomponenten, die Menge der Ionensorte ${\displaystyle i}$ von ${\displaystyle n_{a}}$ auf ${\displaystyle n_{e}}$ zu erhöhen.

${\displaystyle \Delta G=\int _{n_{a}}^{n_{e}}{\overline {\mu }}_{i}\,dn_{i}{\overset {\text{Gleichgewicht}}{=}}0}$

(Unter den genannten Bedingungen ist die aufzubringende Arbeit gleich der Änderung der Gibbs-Energie ${\displaystyle \Delta G}$ des Systems. Vergleiche chemisches Potential.)

Da jede Potentialdifferenz die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten, laufen passive chemische Reaktionen unter Beteiligung von Ionen solange ab, bis sich die elektrochemischen Potentiale aller Systemkomponenten angeglichen haben (${\displaystyle \Delta G=0}$).