Potentiel électrochimique

In electrochemistry, the electrochemical potential (ECP), , is a thermodynamic measure of chemical potential that does not omit the energy contribution of electrostatics. Electrochemical potential is expressed in the unit of J/mol. Each chemical species (for example, "water molecules", "sodium ions", "electrons", etc.) has an electrochemical potential (a quantity with units of energy) at any given point in space, which represents how easy or difficult it is to add more of that species to that location. If possible, a species will move from areas with higher electrochemical potential to areas with lower electrochemical potential; in equilibrium, the electrochemical potential will be constant everywhere for each species (it may have a different value for different species). For example, if a glass of water has sodium ions (Na+) dissolved uniformly in it, and an electric field is applied across the water, then the sodium ions will tend to get pulled by the electric field towards one side. We say the ions have electric potential energy, and are moving to lower their potential energy. Likewise, if a glass of water has a lot of dissolved sugar on one side and none on the other side, each sugar molecule will randomly diffuse around the water, until there is equal concentration of sugar everywhere. We say that the sugar molecules have a "chemical potential", which is higher in the high-concentration areas, and the molecules move to lower their chemical potential. These two examples show that an electrical potential and a chemical potential can both give the same result: A redistribution of the chemical species. Therefore, it makes sense to combine them into a single "potential", the electrochemical potential, which can directly give the net redistribution taking both into account. It is (in principle) easy to measure whether or not two regions (for example, two glasses of water) have the same electrochemical potential for a certain chemical species (for example, a solute molecule): Allow the species to freely move back and forth between the two regions (for example, connect them with a semi-permeable membrane that lets only that species through).

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Potentiel électrochimique

En électrochimie, le potentiel électrochimique est une grandeur thermodynamique, en joules par mole, équivalent au potentiel chimique mais tenant compte des espèces électriquement chargées. Il ne faut pas confondre avec le potentiel d'électrode en volts. Cette notion est typiquement utilisée pour les processus chimiques où intervient la diffusion, notamment en biochimie où elle détermine le flux des ions à travers une surface donnée mais également pour la compréhension de la conduction dans les semi-conducteurs.

Potentiel chimique

En thermodynamique, le potentiel chimique d'une espèce chimique correspond à la variation d'énergie d'un système thermodynamique due à la variation de la quantité (nombre de moles) de cette espèce dans ce système. Étroitement lié au deuxième principe de la thermodynamique, le potentiel chimique permet d'étudier la stabilité des espèces chimiques et leur tendance à changer d'état, à réagir chimiquement ou à migrer par diffusion. La fugacité et l'activité chimique, définies à partir du potentiel chimique, sont plus faciles à manipuler que celui-ci.

Standard electrode potential

In electrochemistry, standard electrode potential , or , is a measure of the reducing power of any element or compound. The IUPAC "Gold Book" defines it as: "the value of the standard emf (electromotive force) of a cell in which molecular hydrogen under standard pressure is oxidized to solvated protons at the left-hand electrode". The basis for an electrochemical cell, such as the galvanic cell, is always a redox reaction which can be broken down into two half-reactions: oxidation at anode (loss of electron) and reduction at cathode (gain of electron).

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