
【机】 electrochemical emf
【电】 electrification
【计】 electromotive force
【化】 electromotive force; emf
【医】 E.M.F.; electromotive force
电化电动势(Electrochemical Electromotive Force)是电化学系统中因氧化还原反应产生的电势差,其英文对应术语为"electromotive force of electrochemical cell"。该概念描述了两电极间因电子转移形成的电位差值,其大小由电极材料的本征性质及电解质环境决定。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,标准电化电动势的计算公式为:
$$
E^circ{text{cell}} = E^circ{text{cathode}} - E^circ_{text{anode}}
$$
其中$E^circ$代表标准电极电势,该公式适用于可逆条件下的原电池系统。在工程实践中,实际电动势会受温度、浓度和超电势等因素影响,需通过能斯特方程修正:
$$
E = E^circ - frac{RT}{nF}ln Q
$$
R为气体常数,F为法拉第常数,Q为反应商。
该参数在电池设计、金属防腐和电分析化学领域具有核心地位。例如铅酸电池的2.1V标称电压即源于铅与二氧化铅电极对的电化电动势差。美国国家标准与技术研究院(NIST)建议测量时需严格控制参比电极的极化条件。
电动势(Electromotive Force, EMF)是描述电源将其他形式能量转化为电能能力的物理量,而“电化电动势”特指电化学系统中(如电池)由化学反应产生的电动势。以下是详细解释:
电化电动势是电化学电池在开路状态下两极间的电势差,反映电池内部化学反应将化学能转化为电能的能力。其本质是电池内部非静电力(如化学驱动力)克服电阻推动电荷移动的作用。
电化电动势的大小取决于:
电化电动势是电化学系统的核心参数,体现了化学能向电能的转化效率,直接影响电池性能。
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