能斯脫公式

能斯脫公式

能斯脫公式是表示電池電動勢和參與電池反應的各種物質的性質、濃度以及外界條件(溫度、壓力等)的關係式。

表示電池電動勢和參與電池反應的各種物質的性質、濃度以及外界條件(溫度、壓力等)的關係式。對任一自發可逆電池,可從熱力學導出該電池的電動勢E為:
此式由W.H.能斯脫在1889年從熱力學導出。式中E°為電池的標準電動勢,即參與電池反應物質的活度均為 1時電池的平衡電勢或電動勢;П為連乘符號;ai和aj分別為電池反應式中反應物一邊和生成物一邊的各種物質的活度,當參與反應的物質是氣態時,則以逸度f代替活度,在氣體壓力較低時,可用氣體的壓力代替逸度;vi和vj為電池反應式中各種物質前的計算係數。 n為電池反應中電子轉移數;F為法拉第常數;R為氣體常數;T為熱力學溫度。
例如電池Pt|H2(氣,p)|HCl(a)|AgCl|Ag(固)(p為壓力;a為活度)的反應式為: H2+2AgCl─→2HCL+2Ag
由於Ag和AgCl為純固相,它們的活度應為1,因此,
當H2壓力較低時,
由於電池的電勢是它的兩個電極電勢之差,得出:
式中E懣為標準平衡電極電勢(或標準電極電勢), 即參與電極反應物質的活度均為1的電極電勢,例如Zn|Zn(a)電極的電極反應式為: Zn─→Zn+2e
其電極平衡電勢為:

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