Potenziale elettrochimico

Il potenziale elettrochimico, introdotto da John Alfred Valentine Butler (1899–1977) e Edward Armand Guggenheim (1901-1970)^[1] per tenere conto delle diverse scale di forze alle quali è sottoposta una certa specie chimica (ad esempio quando si trova in soluzione o allo stato solido nel reticolo cristallino dell'elettrodo), è definito come:^[2]

${\displaystyle {\bar {\mu _{i}^{\alpha }}}=\mu _{i}^{\alpha }+z_{i}e\phi ^{\alpha }}$

dove:

• ${\displaystyle \mu _{i}^{\alpha }}$ è il potenziale chimico della specie i nella fase ${\displaystyle \alpha }$;
• ${\displaystyle z_{i}}$ è il numero di cariche presenti su ogni specie trasportatrice di carica; nel caso dell'elettrone tale valore è pari a 1, in quanto ogni elettrone è assimilabile ad una carica negativa, mentre nel caso degli ioni tale valore corrisponde alla valenza dello ione;
• ${\displaystyle e}$ è la carica elementare;
• ${\displaystyle \phi ^{\alpha }}$ è il potenziale Galvani relativo alla fase ${\displaystyle \alpha }$.

Dalla formula anzidetta si nota che il potenziale elettrochimico è costituito da due contributi: un contributo di natura chimica (${\displaystyle \mu _{i}^{\alpha }}$), che deriva dall'azione di interazioni a corto raggio, e un contributo di natura elettrica (${\displaystyle z_{i}e\phi ^{\alpha }}$), che deriva dall'azione di interazioni a lungo raggio.