Galvaniho potenciál

Vľavo: Elektrostatický potenciál vo vákuu vo vzdialenosti R od stredu rovnomerne nabitej gule tvorenej fázou α. Vpravo: Závislosť elektrostatického potenciálu V na vzdialenosti R od stredu rovnomerne nabitej gule tvorenej fázou α. ψ: Voltov potenciál, φ Galvaniho potenciál, χ povrchový elektrický potenciálový rozdiel.

Galvaniho potenciál (tiež Vnútorný potenciál alebo Fázový potenciál^,) označovaný φ, je elektrická práca potrebná na prenesenie náboja z nekonečnej vzdialenosti do stredu elektricky nabitej gule. Keďže za vnútornou plochou elektricky nabitej gule klesne intenzita elektrického poľa k nule, nie je s prenosom elektricky nabitých častív vo vnútri fázy α spojená už žiadna elektrostatická práca. Napriek tomu je potrebná vykonať prácu na presun elektricky nabitých častív vo fáze α a to chemickú prácu, ktorá je spojená s interakciou elektrónov a iných nabitých častíc s ostatnými zložkami fázy α.

Galvaniho potenciál φ je súčet Voltovho potenciálu ψ a povrchového potenciálu χ:

$\varphi \ =\ \psi \ +\ \chi$

Galvaniho potenciál nie je experimentálne prístupný, nie je možné ho merať, pretože nie je možné merať jeho zložku povrchového potenciálu χ. Galvaniho potenciál nie je možné merať, pretože vstup elektricky nabitej častice z vákua do fázy α spôsobí chemické zmeny fázy α. Týmto chemickým zmenám zodpoveda chemická práca, ktorej členy nie je možné separovať od členov, ktoré sú podmienené iba elektrostatickými potenciálmi: a to Galvaniho potenciálom φ a povrchovým potenciálom χ. Výsledky chemických zmien však možno vyjadriť pomocou chemického potenciálu μ.

Súvislosť Galvaniho potenciálu a elektrochemického potenciálu

Galvaniho potenciál predstavuje elektrostatickú časť práce, ktorú je potrebné vykonať na prenesenie elektricky nabitej častice z nekonečnej vzdialenosti do stredu elektricky nabitej gule tvorenej fázou α.

Chemický potenciál predstavuje chemickú časť práce potrebnú na prenesenie elektricky nabitej častice z nekonečnej vzdialenosti do stredu elektricky nabitej gule tvorenej fázou α.

Neprekvapí, že teda elektrochemický potenciál i-tej častice ${\textstyle {\overset {\sim }{\mu }}_{i}}$ je súčet chemického potenciálu i-tej častice $\mu _{i}$ a Galvaniho potenciálu ${\textstyle \varphi }$:

${\overset {\sim }{\mu }}_{i}=\mu _{i}+z_{i}F\varphi$

kde F je Faradayova konštanta a ${\textstyle z_{i}}$ je nábojové číslo i-tej častice.

Elektrochemický potenciál ${\textstyle {\overset {\sim }{\mu }}_{i}}$ je teda práca potrebná na prenos elektricky nabitej častice z nekonečnej vzdialenosti do stredu elektricky nabitej gule tvorenej fázou α, pričom nie je možné oddeliť elektrostatickú časť (Galvaniho potenciál, nemerateľná veličina) od chemickej časti (chemický potenciál, nemerateľná veličina). Hoci je elektrochemický potenciál súčet dvoch nemerateľných veličín, samotný elektrochemický potenciál je experimentálne merateľný. Z nameraných hodnôt však nie je možné vypočítať ani vyvodiť hodnotu Galvaniho potenciálu alebo chemického potenciálu.

Pozri aj

• elektrochemický potenciál
• chemický potenciál
• Voltov potenciál
• povrchový potenciál
• Nernstov potenciál
• Donnanov potenciál