電池電動勢計算機

電動勢常稱為電池電動勢或電池電位，是電化學反應可提供的電壓。伏打電池將氧化與還原反應分隔於兩個半電池，使電子經外電路流動。陰極發生還原，陽極發生氧化。當表列的兩個數值皆為還原電位時，標準電池電位等於陰極電位減去陽極電位。 標準電極電位對應指定的參考條件，通常包含溶解物種的活度為一、氣體處於標準壓力，以及指定溫度。實際電池的濃度或分壓往往不同。能斯特方程式可依這些條件修正標準電壓：E = E標準 - (RT / nF) ln Q。其中R是氣體常數，T是以克耳文表示的絕對溫度，n是平衡反應式中的電子轉移數，F是法拉第常數，Q是無因次反應商。 反應商必須依平衡後的總反應式建立。產物活度放在分子，反應物活度放在分母，各項以對應的化學計量係數為次方。純固體與純液體的活度實際上為一，因此省略。若Q等於一，對數修正為零，計算電位等於標準電位。對所寫反應而言，Q較大通常會降低電壓，Q較小則會提高電壓。 正的電池電位表示在輸入條件下，正向反應在熱力學上有利，但不描述反應速率、內電阻、電極過電位或負載下的電壓損失。因此實際電池端電壓可能不同於可逆值。溫度透過能斯特修正影響電壓，在真實系統中還會影響活度係數與材料行為。 請一致使用還原電位慣例，切勿重複反轉正負號。選擇n之前先平衡氧化還原反應式，並使用克耳文而非攝氏溫度。濃溶液使用活度比直接使用莫耳濃度更嚴謹。本計算機提供計算方式清楚的理想熱力學估算，適合化學習題、電池初步分析與實驗計算核對。