جهد كهركيميائي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

جهد كهركيميائي في الكيمياء (بالإنجليزية: electrochemical Potential ) هو كمون كيميائي \mu_i لأحد الأيونات i واقع تحت تأثير جهد كهربائي \varphi. وحدة الجهد الكهركيميائي هي جول/مول ويرمز لها بالرمز \overline{\mu}_i .

تنطبق عليه المعادلة :

\overline{\mu}_i = \mu_i + z_i\mathrm{F}\varphi
z_i عدد الشحنات على الأيون
F ثابت فاراداي , F = 96485.33 C/ mol
  • في الحالة الخاصة مثل حالة ذرة غير مشحونة ، أي عندما تكون z_i = 0 تتساوى \bar{\mu}_i=\mu_i .


تعطي \overline{\mu}_i كمية الشغل الواجب تقديمها لنظام لتعلية كمية الأيونات من النوع i من العدد n_a إلى n_e ، في ظروف ضغطP, ثابت و درجة حرارة T ثابتة ، وعدد جزيئات النظام ثابت .

\Delta G = \int_{n_a}^{n_e}\overline{\mu}_i\,dn_i

وفي الظروف المعطاة يكون الشغل اللازم امداده إلى النظام مساويا طاقة غيبس الحرة \Delta G للنظام . ( قارن كمون كيميائي)

وحيث أن وجود فرق جهد في نظام يتسبب في تأدية شغل ، تجري التفاعلات الكيميائية عن طريق أيونات لفترة زمنية معينة حتى تتساوي الجهود الكهروكيميائيى لمواد النظام . وتفسر مشاهدة تلك الظاهرة التي تتم على أسطح الأطوار المختلفة ، والت تأخذ في الاعتبار نوع واحد من الأيونات ، تفسر طريقة عمل القطب الزجاجي كمقياس لقيمة pH . كما تؤدي تلك المشاهدة إلى استنباط معادلة نرنست.

ولا ينطبق هذا المبدأ على الأيونات فحسب بل يمكن تطبيقه أيضا على جميع الجسيمات المشحونة. فمثلا تعادل طاقة فيرمي للإلكترونات في مادة صلبة الجهد الكهركيميائي لها . وموازنة الجهود الكهروكيميائية للإلكترونات عبر سطح التلامس بين معدن و شبه موصل تعمل على نشأة حاجز شوتكي ، ذات الأهمية في تقنية أشباه الموصلات.

ينتج الجهد الكهربائيي على قطب E في الكيمياء الكهربية ويعتمد على أساسيا على الجهد الكهركيميائي \overline{\mu}_i لمادة القطب والكهرل ، ولكن الجهد الكهربائي يختلف عن الجهد الكهركيميائي: E هو الجهد الكهربائي ، أي طاقة مقسومة على الشحنة ، أما الجهد الكهركيميائي المعرف هنا \overline{\mu}_i فوحدته طاقة/مول.


اقرأ أيضا[عدل]


المراجع[عدل]

Nuvola apps edu science.svg هذه بذرة مقالة عن الكيمياء بحاجة للتوسيع. شارك في تحريرها.