
【醫】 Nernst theory; Nernst's theory
inner; inside; within
【醫】 end-; endo-; ento-; in-; intra-
human relations; logic; match; order; peer
this
【化】 geepound
especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex
family name; surname
doctrine; Lysenkoism; theory
【醫】 doctrine; theory
内倫斯特氏學說(Nernst Theory),更常被稱為能斯特方程(Nernst Equation),是物理化學和電化學中的核心理論之一,由德國化學家瓦爾特·赫爾曼·能斯特(Walther Hermann Nernst)于1889年提出。該學說定量描述了可逆電極的電極電勢(Electrode Potential)與參與電極反應的離子濃度(或更準确地說是活度)之間的關系,以及電池電動勢(Electromotive Force, EMF)與反應物濃度之間的關系。
基本方程: 對于一般氧化還原反應: $$ aA + bB + ... + ne^- rightleftharpoons cC + dD + ... $$ 能斯特方程表示為: $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$ 其中:
$ E $
: 電極電勢或電池電動勢(在特定濃度/活度下)。$ E^circ $
: 标準電極電勢或标準電池電動勢(在标準狀态下,即所有反應物和産物活度為1,通常為1 mol/L,氣體為1 atm)。$ R $
: 氣體常數(8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹)。$ T $
: 熱力學溫度(K)。$ n $
: 電極反應中轉移的電子數。$ F $
: 法拉第常數(96485 C·mol⁻¹)。$ Q $
: 反應商(Reaction Quotient),表示反應物和産物瞬時活度的比值。對于上述反應,$ Q = frac{a_C^c cdot a_D^d cdot ...}{a_A^a cdot a_B^b cdot ...} $
。常用簡化形式(25°C): 在室溫(25°C,即298 K)下,将常數代入,方程可簡化為: $$ E = E^circ - frac{0.05916}{n} log{10} Q $$ 或更常用的: $$ E = E^circ - frac{0.059}{n} log{10} Q $$ 這裡的對數是以10為底的對數(log₁₀)。
能斯特方程揭示了:
$ Q $
等于平衡常數$ K $
,此時$ E = 0 $
(對于電池)或電極處于平衡電勢。這提供了通過測量電勢差來确定化學平衡常數的方法。能斯特方程在科學和工程中應用極其廣泛,包括:
注:内倫斯特氏學說(Nernst Theory)這一譯名在現代專業文獻中已較少使用,更通用的術語是能斯特方程(Nernst Equation)。該方程是理解所有涉及電勢與濃度關系的電化學現象不可或缺的工具。
“内倫斯特氏學說”是德語詞彙的音譯,對應的英文為Nernst theory 或Nernst's theory()。該術語與德國物理化學家瓦爾特·能斯特(Walther Nernst) 的研究相關,主要涉及以下兩個核心理論:
能斯特方程(Nernst Equation)
用于計算電化學電池中電極電勢的公式,描述離子濃度對電極電勢的影響。公式為:
$$
E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q
$$
其中,( E^circ ) 為标準電極電勢,( R ) 為氣體常數,( T ) 為溫度,( n ) 為電子轉移數,( F ) 為法拉第常數,( Q ) 為反應商。
熱力學第三定律(Third Law of Thermodynamics)
提出“絕對零度時,純物質的完美晶體熵值為零”,為計算絕對熵提供了理論基礎。
需要注意的是,搜索結果顯示該詞在漢英詞典中被歸類為醫學領域(),但能斯特的學說更廣泛應用于物理化學和電化學。建議結合權威教材(如《物理化學》)或學術文獻進一步确認具體語境下的含義。
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