物理化学

能斯特方程

能斯特方程通过考虑活度将电极电势推广到非标准条件，是浓差电池和电化学 pH 测量的基础。

电势取决于反应商 Q。对转移 n 个电子的总反应，产物活度增大会使电池电势按 log Q 改变。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位，并在解释结果前检查量纲。

E = E^\circ - \frac{RT}{nF}\ln Q

定义: 能斯特方程

E° 为标准电势，R 为气体常数，T 为绝对温度，F 为法拉第常数，n 为配平电子数，Q 为活度商。298 K 时 RT/F 约为0.0257 V。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态，不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

25 °C 时某电池 E°=0.80 V、n=1、Q=10。取 RT/F≈0.0257 V，求 E。

解答

E=0.80−0.0257 ln(10)≈0.741 V。由于 Q>1，修正项使电势低于 E°。

H⁺ 选择性电极的电势取决于 H⁺ 活度，经校准的 pH 计可将电势差转换为 pH。25 °C 时理想斜率约为每个 pH 单位59 mV。

根据上例给定数据，得出哪个结果？

哪项陈述符合本课内容？