能斯特方程计算器 能斯特方程计算器 计算器
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更新时间：2025.10.10
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API在线试用与对比

Nernst方程计算器API，计算电化学中的还原电位，支持半电池或全电池反应，提供详细计算步骤和实例应用，适用于电化学基础学习与应用。

能斯特方程计算器验证工具

氧化态活度
还原态活度
标准还原电位
温度单位
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async function calculatorNernstEquation() {
    
    
    let url = 'https://openapi.explinks.com/您的username/v1/calculator_nernst_equation/saf202509263245241dc712';
    
    const options = {
        method: 'POST',
        headers: {
            'Content-Type': 'application/json',
            'x-mce-signature': 'AppCode/{您的Apikey}'
            // AppCode是常量,不用修改； Apikey在‘控制台 -->API KEYs --> 选择’API应用场景‘，复制API key
        },
        body: {"activityOxidized":0,"activityReduced":0,"standardReductionPotential":0,"temperatureUnit":"C","temperature":0,"electronsTransferred":0}
    };
    
    try {
        const response = await fetch(url, options);
        const data = await response.json();
        
        console.log('状态码:', response.status);
        console.log('响应数据:', data);
        
        return data;
    } catch (error) {
        console.error('请求失败:', error);
        throw error;
    }
}

// 使用示例
calculatorNernstEquation()
    .then(result => console.log('成功:', result))
    .catch(error => console.error('错误:', error));

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能斯特方程计算器

这个能斯特方程计算器展示了电化学的基本公式——能斯特方程，也被称为电池电位方程。这是一个允许您计算半电池或全电池反应的还原电位的公式。如果您不知道什么是还原电位，不用担心——我们将解释所有术语，详细描述如何计算电池电位，并以最好地展示其应用的能斯特方程示例结束。

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什么是还原电位？

半电池或全电池反应的还原电位也被称为氧化还原电位或氧化/还原电位。它测量分子（或原子、离子等）获得电子并因此被还原的趋势。这个值以伏特（V）为单位测量——与我们的欧姆定律计算器使用的单位相同。

为什么它被称为氧化/还原电位？氧化发生在电子被移除时——例如当自由基从细胞中窃取电子时。另一方面，还原意味着接收或获得电子，例如当抗氧化剂向自由基捐赠电子时。

这在还原电位方面意味着什么？具有较高电位的溶液将倾向于获得电子（被还原），而具有较低电位的溶液——倾向于失去电子（被氧化）。请注意，高还原电位并不意味着反应会发生——反应仍然需要提供一些活化能。

测量溶液的绝对电位是困难的。这就是为什么还原电位通常相对于参比电极定义。

标准还原电位是在标准条件下测量的氧化还原电位：25°C，每个离子的活度等于1，参与反应的每个气体的压力为1巴。标准还原电位相对于标准氢电极（SHE）定义，该电极被任意给定0伏特的电位。

📝

什么是电池电位方程？

能斯特方程（电池电位方程）将还原电位与标准电极电位、温度和分子活度联系起来。活度可以用浓度代替以获得近似结果。对于半电池或全电池反应，能斯特方程是：

E = E₀ - RT/zF × ln([red]/[ox])

参数说明：

  • E — 还原电位，以伏特（V）表示
  • E₀ — 标准还原电位，也以伏特（V）表示
  • R — 气体常数，等于8.314 J/(K·mol)
  • T — 反应发生的温度，以开尔文（K）测量
  • z — 反应中转移的电子摩尔数（mol）
  • F — 法拉第常数，等于每摩尔电子的库仑数（96,485.3 C/mol）
  • [red] — 还原形式分子（原子、离子...）的化学活度。可以用浓度代替
  • [ox] — 氧化形式分子（原子、离子...）的化学活度。也可以用浓度代替
🌰

如何计算还原电位：能斯特方程示例

我们将使用能斯特方程计算器根据以下反应找到电池的还原电位：

给定反应：

Mg → Mg²⁺ + 2e⁻，其中 E₀ = +2.38 V

Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb，其中 E₀ = -0.13 V

计算步骤：

  1. 首先，我们需要写出总反应并计算总标准氧化还原电位：
    Pb²⁺(aq) + Mg(s) → Mg²⁺(aq) + Pb(s)
    E₀(cell) = 2.38 V + (-0.13 V) = 2.25 V
  2. 下一步是确定温度和转移的电子摩尔数。我们可以假设温度等于25°C。在这个反应中转移了2摩尔电子。
  3. 现在，我们需要决定哪些分子被氧化，哪些被还原。获得电子的分子——即铅（Pb）分子——被还原。镁（Mg）分子被氧化。
  4. 进行计算前的最后一步是确定活度或浓度的比例。如果我们知道Pb分子的浓度为0.200 M，镁的浓度为0.020 M，浓度比例是[red]/[ox] = [Mg²⁺]/[Pb²⁺] = 0.020/0.200 = 0.1。
  5. 现在我们可以将所有这些结果结合起来并将它们引入能斯特方程计算器。还原电位的最终值等于2.28 V。
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实际应用

能斯特方程在电化学领域有着广泛的实际应用，从电池技术到生物系统都能看到它的身影。

电池性能预测： 在电池工业中，能斯特方程用于预测电池在不同温度和电解液浓度下的实际输出电压。这对于优化电池设计和预测电池在各种工作条件下的性能至关重要。

例如，锂离子电池在低温下性能下降，能斯特方程可以帮助工程师准确计算这种性能变化，从而设计出更适合极端环境的电池系统。

腐蚀科学研究： 在材料科学中，能斯特方程用于评估金属在特定环境条件下的腐蚀倾向。通过计算不同离子浓度和温度下的电位，研究人员可以预测金属结构的耐久性。

这在海洋工程、化工设备设计和文物保护等领域具有重要意义，帮助选择合适的材料和防护措施。

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其他相关概念

能斯特方程是电化学的基础，与许多其他重要概念密切相关。理解这些相关概念有助于更好地掌握电化学原理。

标准氢电极（SHE）是所有电位测量的参考点，被定义为0伏特。所有其他电极的标准还原电位都是相对于这个参考点测量的。这种标准化使得不同电化学反应之间的比较成为可能。

活度系数是另一个重要概念，它考虑了溶液中离子间相互作用对实际行为的影响。在稀溶液中，活度近似等于浓度，但在浓溶液中，活度系数的修正变得重要。

如果您对电化学的基础知识感兴趣，可以通过我们的电解计算器学习这个领域的其他构建模块！

❓

常见问题

为什么需要使用能斯特方程而不是直接使用标准电位？

标准电位只适用于标准条件（25°C，1M浓度，1巴压力）。在实际应用中，反应条件往往偏离标准状态，此时实际电位会发生变化。能斯特方程考虑了温度和浓度的影响，能够准确计算非标准条件下的实际电位，这对于实际应用至关重要。

活度和浓度有什么区别？

活度是考虑了离子间相互作用后的"有效浓度"。在稀溶液中，离子间相互作用较弱，活度近似等于浓度。但在浓溶液中，离子间的静电相互作用会显著影响其行为，此时活度与浓度会有明显差异。对于精确计算，应使用活度；对于近似计算，可以使用浓度。

温度对电池电位有多大影响？

温度对电池电位的影响通过能斯特方程中的RT项体现。一般来说，温度升高会改变电位值，具体影响程度取决于反应的性质和浓度比。对于大多数电池系统，温度每升高10°C，电位变化约为几毫伏到几十毫伏，这在精密应用中是不可忽略的。

API接口列表
能斯特方程计算器
能斯特方程计算器
1.1 简要描述
能斯特方程计算器
1.2 请求URL
/[[username]]/v1/calculator_nernst_equation/[[function-no]]
1.3 请求方式
POST
1.4 入参
参数名 参数类型 默认值 是否必传 描述
activityOxidized number 1.0 否 氧化态分子的化学活度或浓度
activityReduced number 1.0 否 还原态分子的化学活度或浓度
standardReductionPotential number 0.0 否 在标准条件下测得的还原电位，单位为伏特(V)
temperatureUnit string C 否 温度的单位
temperature number 25.0 否 反应发生时的温度数值
electronsTransferred number 1.0 否 反应中转移的电子摩尔数
1.5 出参
参数名 参数类型 默认值 描述
activityRatio number 还原态活度与氧化态活度的比值 [red]/[ox]
reductionPotential number 根据能斯特方程计算得出的实际还原电位，单位为伏特(V)
1.6 错误码
错误码 错误信息 描述
FP00000 成功
FP03333 失败
1.7 示例 
参考上方对接示例