電池の平衡電位（読み）デンチノヘイコウデンイ

化学辞典 第2版

電池の平衡電位
デンチノヘイコウデンイ
equilibrium cell voltage, equilibrium cell potential

一対の単純電極系から構成されたガルバニ電池の開回路状態(回路を通して電流が流れていない状態)における端子間電圧を，電池の平衡電位あるいは可逆電位ともいう．平衡電位 U_rev は電池反応の電気化学的平衡状態と一義的に結びつく量であり，電池反応に伴う定温定圧におけるギブズエネルギーの変化ΔGと，次のように結びつけられる．

ここで，nは電池反応に関与する電子数で，Fはファラデー定数である．さらに平衡電位と電池反応に関与する化学種の濃度との関係は，ギブズエネルギーの変化ΔGの内容を検討すれば，次のように与えられる．

ただし，a_i，c_i，y_i および ν_i はそれぞれ化学種iの活量，モル濃度，活量係数および化学量論係数であり，RおよびTはそれぞれ気体定数および絶対温度である．ΔG °は標準状態におけるギブズエネルギーの値である．U °は電池の標準電圧とよばれ，温度・圧力一定のもとでは，電池反応に固有な量である．U_f°は式量標準電位とよばれ，活量係数の項を含んでいるので，溶液のイオン強度によって変化し，電池反応に固有な量とはならないが，U_rev と c_i の実測値から直接求められる量であるため，実用的な立場から有用な量である．さらに，平衡電位の一定圧力下での温度変化，一定温度での圧力変化は，電池反応のギブズエネルギーの変化ΔGとの関係を考慮して，次のように与えられる．

ただし，pは圧力，ΔH，ΔSおよびΔVはそれぞれ電池反応の定圧エンタルピー変化，定圧エントロピー変化，および定温体積変化である．一般に，電池の平衡電位は高精度に測定できることが多いので，電池反応が厳密に規定できる場合には，電気化学的な方法を用いて化学反応のエンタルピーやエントロピーを算出することが可能である．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」