
【機】 electrochemical emf
【電】 electrification
【計】 electromotive force
【化】 electromotive force; emf
【醫】 E.M.F.; electromotive force
電化電動勢(Electrochemical Electromotive Force)是電化學系統中因氧化還原反應産生的電勢差,其英文對應術語為"electromotive force of electrochemical cell"。該概念描述了兩電極間因電子轉移形成的電位差值,其大小由電極材料的本征性質及電解質環境決定。
根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,标準電化電動勢的計算公式為:
$$
E^circ{text{cell}} = E^circ{text{cathode}} - E^circ_{text{anode}}
$$
其中$E^circ$代表标準電極電勢,該公式適用于可逆條件下的原電池系統。在工程實踐中,實際電動勢會受溫度、濃度和超電勢等因素影響,需通過能斯特方程修正:
$$
E = E^circ - frac{RT}{nF}ln Q
$$
R為氣體常數,F為法拉第常數,Q為反應商。
該參數在電池設計、金屬防腐和電分析化學領域具有核心地位。例如鉛酸電池的2.1V标稱電壓即源于鉛與二氧化鉛電極對的電化電動勢差。美國國家标準與技術研究院(NIST)建議測量時需嚴格控制參比電極的極化條件。
電動勢(Electromotive Force, EMF)是描述電源将其他形式能量轉化為電能能力的物理量,而“電化電動勢”特指電化學系統中(如電池)由化學反應産生的電動勢。以下是詳細解釋:
電化電動勢是電化學電池在開路狀态下兩極間的電勢差,反映電池内部化學反應将化學能轉化為電能的能力。其本質是電池内部非靜電力(如化學驅動力)克服電阻推動電荷移動的作用。
電化電動勢的大小取決于:
電化電動勢是電化學系統的核心參數,體現了化學能向電能的轉化效率,直接影響電池性能。
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