能斯特电位英文解释翻译、能斯特电位的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Nernstian potential

分词翻译：

能的英语翻译：

ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy

斯的英语翻译：

this
【化】 geepound

特的英语翻译：

especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex

电位的英语翻译：

【医】 potential

专业解析

能斯特电位（Nernst Potential）是电化学中的一个核心概念，指在特定条件下，电极反应达到平衡时电极与溶液之间的电势差。它定量描述了氧化还原反应的驱动力，其值取决于溶液中相关离子的活度（浓度）和温度。以下是详细解释：

1.定义与物理意义

能斯特电位（Nernst Potential）是可逆电极的平衡电极电势。当电极反应（如 ( text{Cu}^{2+} + 2e^- rightleftharpoons text{Cu} )）达到动态平衡时，电荷交换速率相等，此时电极与电解质界面形成的稳定电势差即为能斯特电位。它反映了离子在两相间转移的倾向性，是判断电池、腐蚀、生物电现象等过程的关键参数。

2.数学表达：能斯特方程

能斯特电位通过能斯特方程（Nernst Equation）计算： $$ E = E^0 - frac{RT}{nF} ln Q $$ 其中：

( E )：平衡电极电势（能斯特电位）
( E^0 )：标准电极电势（标准状态下）
( R )：气体常数（8.314 J/mol·K）
( T )：绝对温度（K）
( n )：电极反应转移的电子数
( F )：法拉第常数（96485 C/mol）
( Q )：反应商（还原态活度与氧化态活度之比）

例如，对反应 ( text{Zn}^{2+} + 2e^- rightleftharpoons text{Zn} )，能斯特电位为： $$ E = E^0_{text{Zn}^{2+}/text{Zn}} - frac{RT}{2F} ln frac{1}{[text{Zn}^{2+}]} $$

3.关键影响因素

离子浓度：电位随氧化态离子浓度升高而正移，随还原态浓度升高而负移。
温度：温度升高时，( RT/F ) 项增大，电位对浓度变化的敏感性增强。
电子转移数（n）：多电子反应的电位受浓度影响更小。

4.应用场景

电池与电解池：预测电池开路电压，如锂离子电池中锂嵌入/脱出的平衡电势。
生物电生理：解释神经细胞膜电位（如K⁺的能斯特电位维持静息电位）。
腐蚀科学：判断金属溶解或钝化的热力学倾向。
传感器设计：离子选择性电极（如pH玻璃电极）的响应原理基于能斯特方程。

权威参考资料：

Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley.
Atkins, P., & de Paula, J. (2010). Physical Chemistry (9th ed.). Oxford University Press.
Bockris, J. O’M., & Reddy, A. K. N. (2000). Modern Electrochemistry (Vol. 2A). Plenum Press.
Hille, B. (2001). Ion Channels of Excitable Membranes (3rd ed.). Sinauer Associates.

网络扩展解释

能斯特电位（Nernst potential）是电化学中描述离子在两种体系（如溶液与电极）间因浓度梯度形成的平衡电位的概念，其核心公式为能斯特方程。以下是详细解释：

1.定义与背景

能斯特电位由德国化学家瓦尔特·能斯特提出，用于量化离子扩散达到平衡时的电位差。它反映了氧化还原反应中化学能与电势的转换关系，是电化学电池和生物膜电位（如神经细胞动作电位）的理论基础。能斯特因此贡献获得1920年诺贝尔化学奖。

2.能斯特方程

方程的标准形式为： $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$ 其中：

( E^circ )：标准电极电位（V）；
( R )：气体常数（8.314 J/(mol·K)）；
( T )：温度（K）；
( n )：转移的电子数；
( F )：法拉第常数（96500 C/mol）；
( Q )：反应商（浓度比）。

简化形式：常温（298 K）时，方程可简化为： $$ E = E^circ - frac{0.0591}{n} log Q quad text{(单位：V)} $$ 这一形式便于实验计算。

3.应用条件

氧化还原对共存：反应中的氧化态和还原态物质需同时存在（如( text{Zn}^{2+}/text{Zn} )或( text{Ag}^+/text{Ag} )）。
平衡状态：仅适用于离子扩散达到动态平衡时的电位，而非电流流动时的瞬时电位。

4.物理意义

能斯特电位揭示了浓度梯度对电势的影响。例如，锌电极浸入( text{Zn}^{2+} )溶液时，溶液中离子浓度越高，电极电位越正。该方程还用于计算电池电动势，指导电解、腐蚀等领域的研究。

5.示例

若锌电极（( text{Zn}^{2+} )浓度0.80 M）与银电极（( text{Ag}^+ )浓度1.30 M）组成电池，可通过能斯特方程分别计算两电极的电位差，进而得出总电池电压。

通过以上分析，能斯特电位不仅是电化学的核心理论，还在生物、材料科学中具有广泛应用。