能斯特方程式英文解释翻译、能斯特方程式的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【机】 nernst equation

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

方程式的英语翻译：

equation
【化】 equation
【医】 equation

专业解析

能斯特方程式（Nernst Equation）是电化学领域的核心公式，由德国物理化学家瓦尔特·能斯特（Walther Nernst）于1889年提出，用于量化可逆电极电势与离子浓度、温度等因素的关系。其数学表达式为：

E = E^ominus - frac{RT}{nF} ln Q

或简化为：

E = E^ominus - frac{0.05916}{n} log Q quad (text{25°C时})

式中，$E$为实际电极电势，$E^ominus$为标准电极电势，$R$为气体常数（8.314 J/mol·K），$T$为绝对温度，$n$为电子转移数，$F$为法拉第常数（96485 C/mol），$Q$为反应商。

核心概念解析

浓度依赖性：方程揭示了电极电势随反应物和生成物浓度变化的规律。例如，在锌铜原电池中，锌离子浓度升高会导致锌电极电势增大。
温度影响：温度升高时，方程中$frac{RT}{nF}$项的数值增大，表明温度对非标准状态下的电势影响更显著。
氧化还原平衡：当系统达到平衡（$Q=K$）时，电极电势为零，此时方程可推导出标准平衡常数与电势的关系。

应用场景

电池设计：用于计算不同电解质浓度下的电池输出电压，如锂离子电池的充放电特性分析（来源：美国化学会《电化学基础》）。
生物膜电位：解释神经细胞膜内外离子浓度差产生的静息电位机制（来源：哈佛大学生物物理学公开课资料）。
环境监测：通过玻璃电极测定溶液pH值，其原理基于能斯特方程对氢离子浓度的响应（来源：英国皇家化学会《分析化学手册》）。

网络扩展解释

能斯特方程式（Nernst Equation）是电化学中的核心公式，用于计算非标准条件下电极的电位。以下是详细解释：

1.定义与物理意义

能斯特方程式由德国化学家瓦尔特·能斯特（Walther Nernst）于1889年提出，描述了电极电位与反应物浓度（或活度）、温度之间的关系。它修正了标准电极电位（(E^circ)），使其适用于实际反应条件。

2.公式表达

方程式的两种常见形式：

对数底数为自然对数（(ln)）： $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$
对数底数为10（(log)）（25°C时简化）： $$ E = E^circ - frac{0.05916,text{V}}{n} log Q $$

3.符号含义

(E)：实际电极电位（单位：伏特，V）
(E^circ)：标准电极电位（标准状态下的电位）
(R)：气体常数（8.314 J/(mol·K)）
(T)：温度（单位：开尔文，K）
(n)：电极反应中转移的电子数
(F)：法拉第常数（96485 C/mol）
(Q)：反应商（反应物与生成物活度的比值）

4.应用场景

电池电压计算：预测不同浓度或分压下的电池电动势。
pH测量：如玻璃电极的电位与溶液pH的关系。
腐蚀分析：判断金属在不同环境中的氧化还原倾向。
生物电化学：解释神经细胞膜电位的变化。

5.示例说明

以锌铜电池为例：

标准条件（浓度1M）：(E^circ = 1.10,text{V})
非标准条件（如Zn²⁺浓度0.1M，Cu²⁺浓度2M）： $$ E = 1.10,text{V} - frac{0.05916}{2} log left( frac{0.1}{2} right) approx 1.13,text{V} $$

6.注意事项

温度影响：常温（25°C）下可用简化公式，其他温度需用完整公式。
反应商(Q)的写法：需严格按反应式书写（如氧化态/还原态）。
活度替代浓度：高浓度或离子间作用显著时，需用活度代替浓度。

能斯特方程式将热力学与电化学结合，是理解电池、电解、传感器等领域的理论基础。如需进一步推导或具体应用案例，可参考电化学教材或相关文献。