能斯特方程的方程內(nèi)容
通過熱力學理論的推導，可以找到上述實驗結(jié)果所呈現(xiàn)出的離子濃度比與電極電勢的定量關系。對下列氧化還原反應：
E=E（標準）-(RT)/(nF)ln([Zn2+]/[Cu2+])
對于任一電池反應：
aA+bB=cC+dD
E=E（標準）-(RT)/(nF)ln(([C]c·[D]d)/([A]a·[B]b））……………………⑴
⑴這個方程就叫做能斯特(Nernst,W.H.1864~1941）方程?[2]??。它指出了電池的電動勢與電池本性（E）和電解質(zhì)濃度之間的定量關系。
當溫度為298K時，能斯特方程為：
E=E（標準）-(0.0257/n)ln(([C]c·[D]d)/([A]a·[B]b））……………………⑵
當溫度為298K時，Cu-Zn原電池反應的能斯特方程為：
E=E（標準）-(0.0592/n)ln([Zn2+]/[Cu2+]）……………………⑶
該方程的圖形應為一直線，其截距為E=1.10V，斜率為-0.0592/2=-0.03，與前述實驗結(jié)果一致。將⑶式展開，可以求到某電極的能斯特方程：
E=φ（+)-φ（-)=[φ（標準,+)-φ（標準，-)]-(0.0592/2)ln([Zn2+]/[Cu2+])
={φ（標準，+)+(0.0592/2)ln[Cu2+]}-{φ（標準，-)+(0.0592/2)ln[Zn2+]}
所以φ（+)=φ（標準，+)+(0.0592/2)ln[Cu2+]
φ（-)=φ（標準，-)+(0.0592/2)ln[Zn2+]
歸納成一般的通式：
φ=φ（標準）+(0.0592/n)ln([氧化型]/[還原型]）……………………⑷
式中n——電極反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)。
[氧化型]/[還原型]——表示參與電極反應所有物質(zhì)濃度的乘積與反應產(chǎn)物濃度乘積之比。而且濃度的方次應等于他們在電極反應中的系數(shù)。
純固體、純液體的濃度為常數(shù)，作1處理。離子濃度單位用mol/L（嚴格地應該用活度）。氣體用分壓表示。
