Elektrokimya Redoks Sistemlerinin Kendiliğinden Meydana Gelişi
 

Redoks sistemlerinin kendiliğinden meydana gelişi
Elektrokimyasal pillerde kimyasal enerji ,elektriksel enerjiye dönüşür.Matematiksel olarak bu dönüşüm pilin elektromotor kuvveti ile elektriksel yükün çarpımı olarak gösterilir.Sonucunun birimi coulombdur.




Elektrokimyasal pilin toplam yükü , mol sayısı ile Faraday sabitinin (F) çarpılması ile bulunur.



Faraday sabiti, 1 mol elektronun toplam elektriksel yüküdür.Deneysel olarak 96485,3 coulomb olarak ölçülmüştür.
Pilin elektromotor kuvveti maksimum voltaj üretildiğinde ölçülür.Kimyasal reaksiyon'dan elde edilen en fazla elektrik enerjisini hesaplamak için bu değer kullanılır.Bu enerjiye elektriksel iş denir ve aşağıdaki eşitlikle gösterilir.




Böylece serbest enerji,sistemden ayrılabilen mekanik işin bir büyüklüğüdür.Bu değeri önceki eşitlikte yerine koyduğumuzda çıkan bu eşitlik kendiliğindenlik ve elektrokimyasal pil arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarır.



Gibbs serbest enerjisi ve maksimum elektriksel iş arasındaki ilişki (standart sıcaklık ve basınç altında) sayesinde sistemin kendiliğinden bir proses olup olmadığı tahmin edilebilir.
Kendiliğinden oluşan elektrokimyasal bir reaksiyon,elektrokimyasal pillerde elektrik akımı üretmek için kullanılabilir.Bu,bütün pillerde ve yakıt pillerinde temel çalışma prensibidir.Örneğin,yakıt pillerinde oksijen gazının (O2 ve hidrojen gazının (H2) birleşmesi ile su,ısı ve elektriksel enerji açığa çıkar.
Karşıt olarak,kendiliğinden olmayan elektrokimyasal reaksiyonların, yeterli voltaj uygulanarak ileri yönde gitmesi sağlanabilir.Suyun oksijen ve hidrojen gazlarına elektrolizi buna tipik bir örnektir.
Denge sabiti ve kendiliğindenlik,elektrokimyasal hücrelerde Gibbs serbest enerjisi terimleri ile aşağıdaki gibi açıklanabilir.İki eşitliğin çözülmesi ile pilin denge sabiti ve standart potansiyeli arasındaki ilişki gösterilebilir.



Önceki eşitlik Briggsian logaritması şeklinde gösterilebilir:


Kaynak : Wikipedia