Elektrochemisches Potenzial

Das elektrochemische Potenzial setzt sich aus zwei Teilen zusammen. Zunächst gilt für jede Komponente nicht-geladener Teilchen:

$${\mu }_i={\mu }_i^0+RTln{a}_i$$

${\mu }_i$ ist die Änderung der Freien Enthalpie, wenn 1Mol der Komponente i dem System zugeführt wird, $a_i$ die Aktivität der Komponente i. Zusätzlich kommt nun noch bei einem System mit geladenen Teilchen ein elektrisches Potenzial hinzu, nämlich das innere elektrische Potenzial $\varphi$. Dieses Potenzial bedeutet zusätzliche Arbeit, um ein Mol der geladenen Komponente i (Ionen) mit Ladung $z_i$ aus unendlicher Entfernung (dort ist ${\varphi }_i=0$ ) in das System zu bringen. Diese Arbeit beträgt: ${\mu }_{\text{el}}=zF\varphi$ (Arbeit = Ladung · Potenzial).

elektrochemisches Potenzial

Die gesamte Arbeit, um 1 Mol Ionen oder Elektronen in das System zu bringen, ergibt das elektrochemische Potenzial:

$${\tilde{\mu }}_i={\mu }_i+z_{i}F\varphi ={\mu }_i^0+RTln{a}_i+z_{i}F\varphi$$