Уменьшение энергии Гиббса 
равно максимальной полезной работе 
, которая определяется количеством электрической энергии 
FE, получаемой в гальваническом элементе:
где n – количество электрических зарядов (электронов), равноценное количеству превращенного вещества, моль (нок в ОВР); F – постоянная Фарадея (количество электрической энергии, необходимой для превращения одного эквивалента вещества, F ≈ 96500Кл/моль); E – ЭДС элемента ( 
)
; 
Уравнениями Нернста для электродного потенциала:
Или где – относительная активность иона
Уравнение Нернста для водородного электрода ( 
Где – относительное парциальное давление водорода
Приняв 
101,3 кПа и заменив активность ионов водорода величиной рН, 
:
Уравнение Нернста для кислородного электрода:
Приняв 
101,3 кПа:
Пример. Рассчитайте электродные потенциалы и ЭДС медно-цинкового гальванического элемента, приняв активности ионов равными:
.
Решение: В медно-цинковом гальваническом элементе на электродах протекают процессы:
Aнод (–) (Zn): 
Катод (+) (Cu): 
Электродные потенциалы рассчитываем по уравнению Нернста:
;
ЭДС равна:
Определение направления самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции
Можно установить на основании значений стандартных окислительно-восстановительных потенциалов различных редокс-пар
• редокс-пара с большим значением потенциала является окислителем по отношению к редокс-паре с меньшим значением потенциала;
• чем больше величина стандартного потенциала, тем сильнее выражена его окислительная способность и менее восстановительная способность;
• окислительно-восстановительная реакция будет протекать в прямом направлении только в том случае, если ЭДС 
( 
;
Количественной характеристикой направления протекания процесса являются стандартная энергия Гиббса и константа равновесия окислительно-восстановительной реакции
Пример. Определите направление, в котором может самопроизвольно протекать окислительно-восстановительная реакция:
Вычислите изменение стандартной энергии Гиббса и стандартную константу равновесия для того направления реакции, в котором она протекает самопроизвольно.
(1) 
; 
,
(2) 
Решение: Окислитель находится в первой полуреакции, потенциал которой больше, это ион, принимающий электроны, т. е. первая полуреакция может протекать в прямом направлении, а вторая, в этом случае, – в обратном, восстановителем в ней будет SO2, отдающий электроны.
Запишем обе полуреакции в том направлении, в котором они могут протекать самопроизвольно:
;
В уравнении реакции, направление которой нужно определить, 
и 
находятся в правой части, т. е. реакция самопроизвольно может протекать только в обратном направлении:
Определим для самопроизвольно протекающей реакции, т.е. для обратного направления приведенной реакции, стандартную ЭДС:
0,61 B
и с тандартную энергию Гиббса:
Из значения стандартной энергии Гиббса определяем стандартную к онстанту равновесия:
Рассчитанные величины 
и 
указывают на практически необратимое протекание реакции.
Электролиз. Применение электрохимических процессов
