Elektrohemijski potencijal

U elektrohemiji, **elektrohemijski potencijal** (**ECP**), ''*, je termodinamička mjera hemijskog potencijala koji ne izostavlja doprinos elektrostatske energije. Elektrohemijski potencijal se izražava u jedinici džul/mol.
 
## Uvod
Svaka hemijska vrsta (naprimjer, "molekule vode", "ioni natrija", "elektroni" itd.) ima elektrohemijski potencijal (količinu sa jedinicama energije) u bilo kojoj datoj tački u prostoru, što predstavlja kako lahko ili teško je dodati više te vrste na tu lokaciju. Ako je moguće, vrsta će se preseliti iz područja sa većim u područja sa nižim elektrohemijskim potencijalom; u ravnoteži, elektrohemijski potencijal će biti konstantan svuda za svaku vrstu (može imati različitu vrijednost za različite vrste). Naprimjer, ako čaša vode ima natrijeve ione (Na+) koji su jednolično rastvoreni u njoj, a električno polje je primijenjeno preko vode, tada će ioni natrija težiti da se povuku električnim poljem prema jednoj strani. Kažemo da ioni imaju potencijalnu električnu energiju i da se kreću da smanje svoju potencijalnu energiju. Isto tako, ako čaša vode ima puno rastvorenog šećera na jednoj strani i ništa na drugoj strani, svaka molekula šećera će nasumično difundirati oko vode, sve dok svuda je jednaka koncentracija šećera. Kažemo da molekule šećera imaju "hemijski potencijal", koji je veći u područjima visoke koncentracije, a molekule se kreću da smanje svoj hemijski potencijal. Ova dva primjera pokazuju da električni potencijal i hemijski potencijal mogu dati isti rezultat: preraspodjela hemijskih vrsta. Stoga ih ima smisla kombinovati u jedan "potencijal", "elektrohemijski potencijal", koji može direktno dati "neto" preraspodjelu, uzimajući u obzir "i jedno i drugo".
 
Lahko je (u principu) izmjeriti da li dvije regije (naprimjer, dvije čaše vode) imaju isti elektrohemijski potencijal za određenu hemijsku vrstu (naprimjer, molekula rastvorene tvari): Dozvoli li se vrsti da se slobodno kreće natrag i naprijed između dva regiona (naprimjer, poveže li ih sa polupropusnom membranom koja propušta samo tu vrstu). Ako je hemijski potencijal isti u dvije regije, vrsta će se povremeno kretati naprijed-nazad između dva regiona, ali u prosjeku ima isto toliko kretanja u jednom smjeru kao i u drugom, a neto migracija je nula (ovo je zvana "difuzna ravnoteža"). Ako su hemijski potencijali ova dva regiona različiti, više molekula će se kretati u niži hemijski potencijal nego u drugom pravcu.

Štaviše, kada "ne postoji" difuzna ravnoteža, tj. kada postoji tendencija da molekule difunduju iz jednog regiona u drugi, tada postoji određena slobodna energija koju oslobađa svaka mreža - difuzna molekula. Ova energija, koja se ponekad može iskoristiti (jednostavan primjer je koncentracijska ćelija), i slobodna energija po molu je tačno jednaka razlici elektrohemijskog potencijala između dva regiona.

## Konfliktne terminologije 
U elektrohemiji i fizici čvrstog stanja uobičajeno je raspravljati i o hemijskom potencijalu i o elektrohemijskom potencijalu elektrona. Međutim, u ova dva polja, definicije ova dva pojma se ponekad zamjenjuju. U elektrohemiji, *elektrohemijski potencijal* elektrona (ili bilo koje druge vrste) je ukupni potencijal, uključujući i (unutarnji, neelektrični) hemijski potencijal i električni potencijal, i po definiciji je konstantan na uređaju u ravnoteži, dok *hemijski potencijal* elektrona jednak je elektrohemijskom potencijalu minus lokalna električna potencijalna energija po elektronu. U fizici čvrstog stanja, definicije su obično kompatibilne s ovim, but occasionally definicije su zamijenjene.
 
Ovaj članak koristi definicije elektrohemije.
 
## Definicija i upotreba
U generičkom smislu, elektrohemijski potencijal je mehanički rad izvršen u dovođenju 1 mola iona iz standardnog stanja do određene koncentracije i električnog potencijala. Prema IUPAC-ovoj definiciji, to je parcijalna molarna Gibbsova energija supstance pri specificiranom električnom potencijalu, gdje je supstanca u određenoj fazi. Elektrohemijski potencijal se može izraziti kao
 
\bar{\mu}_i = \mu_i + z_i F\Phi,
gdje:
* *i*  =  elektrohemijski potencijal vrste *i*, u J/mol,
* *μi* = hemijski potencijal vrste *i*, u J/mol,
* *zi* = valencija (naboj) iona *i*, bezdimenzijski cijeli broj,
* *F* = Faradayeva konstanta, u C/mol,
* Φ = lokalni elektrostatički potencijal, u V.
 
U posebnom slučaju nenabijenog atoma, *zi*&nbsp;=&nbsp;0, i tako *i* &nbsp;=&nbsp;*μi*.
 
Elektrohemijski potencijal je važan u biološkim procesima koji uključuju molekulsku difuziju kroz membrane, u elektroanalitičkoj hemiji i industrijskim aplikacijama kao što su baterije i gorivne ćelije. Ona predstavlja jedan od mnogih izmjenjivih oblika potencijalne energije pomoću kojih se energija može očuvati.
 
U ćelijskim membranama, elektrohemijski potencijal je zbir hemijskog i membranskog potencijala.
 
## Neispravna upotreba
Termin *elektrohemijski potencijal'' se ponekad koristi za označavanje potencijala elektrode (bilo korodirajuće elektrode, elektrode sa nenultom reakcijom ili strujom, ili elektrode u ravnoteži). U nekim kontekstima, potencijal elektrode korodirajućih metala naziva se "elektrohemijski potencijal korozije", koji se često skraćuje kao ECP, a riječ "korozija" se ponekad izostavlja. Ova upotreba može dovesti do zabune. Dvije veličine imaju različita značenja i različite dimenzije: dimenzija elektrohemijskog potencijala je energija po molu, dok je dimenzija elektrodnog potencijala napon (energija po naelektrisanju).
 
## Također pčogledajte
* Koncentraciona ćelija
* Elektrohemijski gradijent
* Fermi nivo
* Membanski potencijal
* Nernstova jednadžba
* Poisson-Boltzmannova jednadžba
* Potencijal smanjenja
* Standardni elektrodni potencijal
 
## Reference
## Vanjski linkovi
* Electrochemical potential  – lecture notes from University of Illinois at Urbana-Champaign

Kategorija:Elektrohemija
Kategorija:Termodinamika
Kategorija:Elektrohemijski potencijali