能斯特方程(Nernst,又译:奈斯特方程),是电化学中用来计算电极上相对于标准电极电势(E0)来说的指定氧化还原对的平衡电压(E)。命名自瓦尔特·能斯特。能斯特方程只能在氧化还原对中两种物质同时存在时才有意义。
公式
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在常温下(25℃ = 298.15 K),有以下关系式:
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因此,能斯特方程可以被简化为:
- 在25℃:
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- R是理想气体常数,等于8.314472 (15) J.K-1.mol-1。
- T是温度,单位K。
- a是氧化型和还原型化学物质的活度(活度 = 浓度*活度系数),其中[ox]代表氧化型,[red]代表还原型。
- F是法拉第常数,1F等于96,485.3365 (21) C/mol。
- n是半反应式的电子转移数,单位mol。
- [ox]/[red]表示参与电极反应所有物质浓度的乘积与反应产物浓度乘积之比。而且浓度的方次应等于他们在电极反应中的系数。
历史
能斯特方程命名于它的提出者德国化学家瓦尔特·能斯特(Walther H. Nernst,1864-1941),他建立的这个联系化学能和原电池电极电位关系的方程,对化学热力学有重要贡献。1920年的诺贝尔化学奖颁发给了他,以表彰他在热化学方面的工作。