Электродвижущая сила элемента

Электрическая работа равна произведению разности потенциалов на количество электричества. Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента, называется электродвижущей силой элемента. Она равна разности равновесных потенциалов катода и анода элемента.

Максимальная электрическая работа гальванического элемента при превращении одного моль вещества выражается следующей формулой:

А_мэ = nFE_Э, (55)

где п - количество вещества;

F - число Фарадея;

Е_Э - ЭДС гальванического элемента.

С другой стороны, максимальная полезная работа, которую может совершить система при протекании реакции в условии постоянства давления, равна убыли энергии Гиббса:

A_мр = –ΔG. (56)

Так как А_{м э} = А_{м р}, то

. (57)

Изменение энергии Гиббса реакции зависит от активностей или от парциальных давлений всех участков реакции.

bB + dD ↔ lL + mM.

Для реакции вида изменение энергии Гиббса, по уравнению Вант-Гоффа, запишется следующим образом:

, (58)

где AG°-стандартная энергия Гиббса.

Для газообразных реагентов активность заменяется парциальными давлениями.

Подставляя (58) в (57), получим

. (59)

При стандартных условиях, т. е. при равенстве активностей единице, получим

(60)

где Е_Э⁰ - стандартная ЭДС гальванического элемента.

Из уравнения (59) и (60 ) получим окончательно уравнение для ЭДС элемента:

. (61)

Стандартная ЭДС элемента — это ЭДС элемента, если относительные парциальные давления всех участков реакции равны единице.

Дата добавления: 2014-01-06