电对的标准电极电势是在298K下,反应物的浓度为1mol·L-1(反应物为气态时,其分压为101kPa)时测得的,如果反应物的浓度和温度发生改变,则电对的电极电势也随着发生变化,它们之间的关系可以用能斯特方程表示.假定反应为:氧化型+ne======还原型式中E——某一定浓度下的电极电势;
E——标准电极电势;
R——气体常数(8314J·K-1mol-1);
T——温度(K);
n——电极反应中得到和失去的电子数;
F——法拉第常数(96485C·mol-1);[氧化型]或[还原型]——氧化型物质或还原型物质的浓度.应用这个方程时应注意:
①方程式中的[氧化型]和[还原型]并不是专指氧化数有变化的物质,而是包括了参加电极反应的其他物质.②在电对中,如果氧化型或还原型物质的系数不是1,则[氧化型]或[还原型]要乘以与系数相同的方次.③如果电对中的某一物质是固体或液体,则它们的浓度均为常数,可认为是1.④如果电对中的某一物质是气体,它的浓度用气体分压来表示.
法拉第常数
中文名法拉第常数
外文名faraday constant
所属学科物理
地位近代科学研究中重要的物理常数
代表摩尔电子所携带的电荷
定义法拉第常数(F)是近代科学研究中重要的物理常数,代表每摩尔电子所携带的电荷,单位C·mol-1,它是阿伏伽德罗常数NA=602214076×1023mol-1(粒子数N与物质量n的比值)与元电荷e = 160217663410×10-19C (电子电荷的基本电荷或大小)的积:。
尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以迈克尔·法拉第命名,法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。
一般认为法拉第常数的值是 9648533289±000059C/mol,此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的,也被认为最具有权威性。
最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。
意义
在物理学和化学,尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数,其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。
在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数,一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数,比如将电压演算为自由能。
常见单位编辑 播报
96485J每伏特克当量
相当于每伏电力23061千卡
26801 A·h / mol
电磁感应定律
法拉第电磁感应定律(Faraday's law of electromagnetic induction)是电磁学中的一条基本定律,跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。定律指出:
任何封闭电路中感应电动势的大小,等于穿过这一电路磁通量的变化率。
此定律于1831年由迈克尔·法拉第发现,约瑟·亨利则是在1830年的独立研究中比法拉第早发现这一定律,但其并未发表此发现。故这个定律被命名为法拉第定律。
本定律可用以下的公式表达:
其中:
是电动势,单位为伏特。
ΦB是通过电路的磁通量,单位为韦伯。
电动势的方向(公式中的负号)由楞次定律提供。通过电路的磁通量的意义会由下面的例子阐述。