0000013 (17)

Przy określonej różnicy potencjałów między metalem a elektrolitem ustali się stan równowagi, wtedy reakcja 4.39 przebiega w obie strony z jednakową szybkością, proces można uznać za odwracalny. W tych warunkach różnica potencjałów elektrycznych AK = tp_Me — <p_el zwana potencjałem elektrodowym AK danego metalu wyraża się wzorem Nernsta

AK = AK₀-f-— lnc,    4.40

zF

gdzie:

Cj oznacza stężenie jonów metalu w elektrolicie, a z ich wartościowość.

AK₀ jest równe różnicy potencjałów przy jednostkowym stężeniu jonów w elektrolicie i nosi nazwę potencjału standardowego danej elektrody. Potencjału tego nie można

Ryc. 4.7. Potencjał elektrodowy. Skok potencjału A V = ę_Mc— a_st na granicy me-tal-elektrolit w stanie równowagi.

Ryc. 4.8. Ogniwo stężeniowe. Siła elektromotoryczna jest równa różnicy potencjałów elektrodowych: £ = AK_t—AK,.

zmierzyć bezpośrednio, wyraża się go różnicą potencjałów ogniwa, w którym drugą elektrodą jest elektroda wodorowa, czyli platyna opłukiwana wodorem przy ciśnieniu i utm, zanurzona w roztworze o jednostkowym stężeniu jonów wodorowych.

Wzór Nernsta 4.40 otrzymuje się zakładając, że w stanie równowagi potencjały elektrochemiczne atomów metalu (pMe) oraz jego jonów (aj) w elektrolicie są sobie równe, wtedy

PoMc+Win c_Me + <p_MczF = y._oj+RT\n cj+<p_elzF

stąd

Po/    Po Me

zF

9 Me 9el =

przy czym, jeżeli oznaczyć:

9Me-9cl=AK oraz

1*07 t^oMe zF

= a y„

z uwzględnieniem: ln e_Mc = 0 (c_Me = 1), otrzymuje się wzór Nernsta 4.40.

113

8 — Podstawy biofizyki