能斯特方程计算器
利用能斯特方程,计算非标准浓度条件下电化学电池的实际电位。
V
K
Non-standard EMF from the Nernst equation
- 1
Thermal slope R·T ÷ (n·F)
8.314 × 298 ÷ (2 × 96485) = 0.01284Volts per natural-log unit of Q. - 2
Natural log of Q
ln(0.001) = -6.9078 - 3
Nernst correction
slope × ln(Q) = 0.01284 × -6.9078 = -0.0887 - 4
Cell potential E
E° − correction = 1.1 − (-0.0887) = 1.1887
这个计算器是如何工作的?
能斯特方程给出非标准条件下电池的实际电位:E = E° − (R·T/nF)·ln(Q)。在 298 K 下,简化为 E = E° − (0.05916/n)·log₁₀(Q)。输入标准电位、转移电子数、反应商和温度,即可得到 E,并查看其随 log₁₀(Q) 的变化。
公式
How this is calculated
标准电池电位 E°(伏特)是所有组分处于单位活度时的电动势。电子数 n 是平衡氧化还原反应中转移的电子摩尔数,反应商 Q 是当前时刻产物与反应物活度之比。可选温度 T(开尔文)默认为 298 K(25 °C)。
能斯特方程修正了 E° 在非标准条件下的值:E = E° − (R·T / (n·F))·ln(Q),其中 R = 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹ 为气体常数,F = 96485 C·mol⁻¹ 为法拉第常数。R·T/(n·F) 项为热电压除以 n。将自然对数转换为以 10 为底的对数(ln Q = 2.303·log₁₀Q),得到常见的 25 °C 形式:E = E° − (0.05916/n)·log₁₀(Q),其中 0.05916 V 为 298 K 时 2.303·R·T/F 的值。
Q 必须严格为正,因为 Q ≤ 0 时对数无意义,n 必须非零。当 Q = 1 时,对数项消失,E 等于 E°。随着产物积累,Q 增大,log₁₀Q 增大,E 趋向于零;当 log₁₀Q = n·E°/0.05916 时,电池达到平衡(E = 0)。图表显示 E 是 log₁₀Q 的线性函数,斜率为 −0.05916/n 伏特每十倍(在其他温度下按 T/298 缩放)。
常见问题
在 T = 298 K 时,因子 2.303·R·T/F 等于 0.05916 V。除以 n 给出 Q 每变化十倍时电位的变化量。在其他温度下,斜率与 T 成线性比例。
Q 是产物活度与反应物活度之比(各自以化学计量系数为幂次),在当前(非平衡)条件下求值。在平衡时,Q 等于 K,电池电位 E 为零。
可以。将标准电极电位输入为 E°,该半反应中的电子数输入为 n,并输入该半反应的相应 Q,即可得到非标准电极电位。
也称为
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). 能斯特方程计算器 [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/zh/calculator/nernst-equation-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "能斯特方程计算器." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/zh/calculator/nernst-equation-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "能斯特方程计算器," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/zh/calculator/nernst-equation-calculator
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