用能斯特方程进行电化学计算
能斯特方程用于计算电化学电池的电压或计算电池中一种成分的浓度。
能斯特方程
能斯特方程将平衡细胞电位（也称为能斯特电位）与其在膜上的浓度梯度联系起来。如果离子在膜上存在浓度梯度，并且存在选择性离子通道使离子能够穿过膜，则会形成电势。这种关系受温度和膜是否对一种离子比其他离子更具渗透性的影响。
方程式可以写成：
Ecell=E0单元-（RT/nF）lnQ
Ecell=非标准条件下的电池电位（V）E0cell=标准条件下的电池电位Sr=气体常数，即8.31（伏库仑）/（摩尔K）T=温度（K）n=电化学反应中交换的电子摩尔数（摩尔）F=法拉第常数，96500库仑/摩尔Q=反应商，这是初始浓度的平衡表达式，而不是平衡浓度
有时，用不同的方式表达能斯特方程是有帮助的：
Ecell=E0单元-（2.303*RT/nF）对数
在298K时，Ecell=E0cell-（0.0591 V/n）对数Q
能斯特方程示例
将锌电极浸入酸性0.80 M Zn2+溶液中，该溶液通过盐桥连接到含有银电极的1.30 M Ag+溶液。确定电池在298K时的初始电压。
除非你做了认真的记忆，否则你需要查阅标准还原电位表，该表将为你提供以下信息：
E0red:Zn2+aq+2e-→ Zns=-0.76伏
E0red:Ag+aq+e-→ Ags=+0.80伏
Ecell=E0电池-（0.0591 V/n）对数Q
Q=[Zn2+]/[Ag+]2
反应自发进行，因此E0为正。发生这种情况的唯一途径是锌被氧化（+0.76 V），银被还原（+0.80 V）。一旦你意识到了这一点，你就可以写出细胞反应的平衡化学方程式，并计算出E0：
硫化锌→ Zn2+aq+2e-和E0ox=+0.76 V
2Ag+aq+2e-→ 2GS和E0red=+0.80 V
它们加在一起可产生：
Zns+2Ag+aq→ E0=1.56 V的Zn2+a+2Ag
现在，应用能斯特方程：
Q=（0.80）/（1.30）2
Q=（0.80）/（1.69）
Q=0.47
E=1.56 V-（0.0591/2）对数（0.47）
E=1.57伏
- 发表于 2021-10-04 08:32
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- 分类：化学
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