m¢-ионның ерітіндідегі, m¢¢-ионның металлдағы химиялық потенциалы
Қысым мен тепператураның тұрақты жағдайында металлда: m¢¢+ = m0+ =соnst (3)
Ерітіндіде: m¢+ =m0¢+ +RTlna+ (4)
Мұнда m0+ және m0¢+ ионның металдағы және ерітіндідегі стандартты химиялық потенциалдары, олар тұрақты темп. тұрақты шамалар: a+ ионның активтігі. Сонда:
DG=m¢¢+ (-m¢+) + (-RTlna+) (5)
Жоғарыдағы (1) және (2) теңдеудері бойынша электродтық потенциал
e = (m0+ - m0¢+)/ nF+( RT/ nF) lna+ (6)
Теңдеудің оң жағындағы қосылғыштардың бірінші тұрақты қысым мен тұрақты темп.да тұрақты шама, оны e° деп белгілесек
e = e°+( RT/ nF) lna+ (7)
Сұйылтылған ерітінділер үшін активтіліктің орнына концентрацияны алуға болады, сонда молялдық конц.я үшін
e = e°+( RT/ nF) lnm+ (8)
Мұнда e° стандарттық электродтық потенциал д.а.
Стандарттық электродтық потенциал деп ерітіндінің активтігі бірге тең болған кездегі электродтық патенциялын айтамыз айтамыз. Демек ол тек темп.ға тәуелді.
Алынған (7) мен (8) теңдіктер электродтық патенциялдың Нернст теңдеуі деп аталады. Нернст теңдеуі электродтық патенциялдың темп.ға және конц.яға тәуерділігін сипаттайды.
Электрохимиялық элементтер химиялық гальваникалық және концентрациялық гальваникалық элементтер деп бөлінеді. Бұлардың бір бірінен айырмашылығы оларда жалпы реак.ның өтуі не өтпеуінде болады. Жеке реаакциялар жағдайында айырмашылыға жоқ. Онымен қоса электрохим.элементтер ион тасымалданатын және ион тасымалданбайтын элементтер болып та екіге бөлінеді. Элементте электролит ерітінділері арасында диффузия құбылысы болып, соның нәтижесінде диффузиялық потенциял туатын болса, ондай элементтер ион тасмалданатын элемент болады. Ал егер ерітінділер арасында диффузиялық потенциал болмайтын элементтер ион тасмалданбайтын болып саналады.
Химиялық гальваникалық элдементте электродтардың әрқайсысында әртүрі реакция жүреді. Бұл реакциялардың қосындысы элементтегі жалпы реакцияны беріп, жалпы реакцияның химиялық энергиясы электр энергиясына (э.қ.к.) айналады.
Химиялық гальваникалық элдементте болатын реакцияны: алдымен элемент электродтарының полюстерін салыстырады, ол үшін стаандартты патенциял пайдаланылады. Мысалы мырыш пен күміс:
(-)Zn|Zn2+||Ag+|Ag(+) стандартты патенциалдары: e° Zn2+| Zn=-0.763 және e° Ag+|Ag+=0,799В
Электрохимиялық элементтердің жіктелуі.
Электрохимиялық элементтер гальваникалық не концентрациялық деп екіге бөлінеді.Элеметтердің бұл түрлерінің бір бірінен айырмашылығы жоқ.Егер электорндарда өтетін реакциялардың өту не өтпеуіне байланысты.Жеке реакциялар жағынан олардың айырмашылығы жоқ.Егер электродтарында өтетін реакциялардың қосындысы элементтің жалпы реакциясын беретін болса,ондай элемент химиялық гальваникалық элементке жатады;жалпы реакцияның энергиясы электр энергиясына айналады.Ал электродтарында өтетін реакциялардың қосындысы нольге тең болатын болса,ондай элемент концентрациялық гальваникалық элементке жатады.Концентрациялық элементтің электрқозғаушы күші электродтарда электолит ерітіндісінің концентрациясы не метальдың амальгамадағы активтігі не газдың қысымы әр түрлі болуымен байланысты. Электрохимиялық элементтер ион тасмалданатын және ион тасмалданбайтын элементтер болып бөлінеді.элементте электролит ерітінділері арасында диффузия құбылысы болып , соның нәтижесінде диффузиялық потенциял туатын болса,ондай химиялық не концентрациялық элемент ион тасмалданатын элемент болады.Ерітінділері арасында диффузиялық потенциял болмайтын элементтер ион тасмалданбайтын элементке жатады.