Электродвижущая сила элемента (ЭДС)

Электрическая работа равна произведению разности потенциалов на количество электричества.

Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента, называется ЭДС.

Она равна разности равновесных потенциалов катода и анода элемента.

А = n∙ F∙ e

A = -DG => n∙ F∙ e = -DG => e = -DG/ n∙ F (1)

Например, для реакции bB + dD = kK + mM

энергия Гиббса по уравнению Вант – Гоффа равна:

a^b_B ∙ a^d_D

DG = DG^o – RT∙ ln (2), где

a^k_K ∙ a^m_M

DG^o – стандартная энергия Гиббса реакции,

a_i - активности веществ.

Подставляем (2) в (1): a^b_B ∙ a^d_D

e = -DG^o/nF + RT/nF ∙ ln (3).

a ^k _K ∙ a^m_M

При стандартных условиях, т.е. при активностях реагентов и продуктов реакции, равных 1, имеем

e = -(DG^o/nF) = e^o (4) –

стандартная ЭДС гальванического элемента.

RT a^b_B ∙ a^d_D

Из уравнения (3), (4): e = e^o + ln (5) -

nF a^k_K ∙ a^m_M

уравнение для ЭДС гальванического элемента.

Стандартной называется ЭДС элемента, если парциальные давления исходных веществ и продуктов реакции равны 1 или активности исходных веществ и продуктов реакций равны 1.

Для гальванического элемента Даниэля – Якоби:

RT a_Cu2+

e = e^o + ∙ ln, a_тв.ф =1.

2F a_Zn2+