能斯特方程

在电化学中，能斯特（Nernst）方程用来计算电极上相对于标准电势（E⁰）来说的指定氧化还原对的平衡电压(E)。能斯特方程只能在氧化还原对中两种物质同时存在时才有意义。

$E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln\frac{a_{\mbox{red}}}{a_{\mbox{ox}}}$ $\Leftrightarrow E = E^0 + \left(\frac{RT}{nF}\right) \ln\frac{a_{\mbox{ox}}}{a_{\mbox{red}}}$

在常温下（25°C = 298.15 K），有以下关系式：

$\frac{R\,T}{F}\,\, ln 10 \approx 0.05916$

因此，能斯特方程可以被简化为：

在 25 °C：$E = E^0 - \frac{0.05916}{n} \lg\frac{[\mbox{red}]}{[\mbox{ox}]}$ $\Leftrightarrow E = E^0 + \frac{0.05916}{n} \lg\frac{[\mbox{ox}]}{[\mbox{red}]}$

• R是理想气体常数，等于8.314472(15) J.K^-1.mol^-1。
• T是温度，单位开。
• a是氧化型和还原型化学物质的活度（活度 = 浓度*活度系数），其中[ox]代表氧化型，[red]代表还原型。
• F是法拉第常数，1F 等于96,485.3365(21) C/mol.^-1。
• n是半反应式的电子转移数，單位mol。
• [氧化型]/[还原型]表示参与电极反应所有物质浓度的乘积与反应产物浓度乘积之比。而且浓度的方次应等于他们在电极反应中的系数。

历史

能斯特方程命名于它的提出者德国化学家能斯特（Walther Nernst）。沃尔特.H.能斯特（Walther H. Nernst）（1864-1941），1920年诺贝尔化学奖获得者，以表彰他在热化学方面的工作。他对化学热力学的贡献是建立起联系化学能和原电池电极电位关系的方程式。