巴特勒-福尔默方程

✍ dations ◷ 2025-11-27 00:47:39 #物理化学,电化学

巴特勒–福尔默方程(英语:Butler–Volmer equation),也称为埃尔第-格鲁兹(英语:Tibor Erdey-Grúz)–福尔默方程(Erdey-Grúz–Volmer equation),是电化学领域的一个最基本的动力学关系。它描述了电极上的电流如何随电极电势变化,考虑到阴极方向(cathodic)和阳极方向(anodic)的反应会出现在同一个电极上:

或者更紧凑地写为:

其中:

右边的图展示了 α a = 1 α c {\displaystyle \alpha _{a}=1-\alpha _{c}} 的情况。

该方程的名字是为了纪念化学家约翰·阿尔弗雷德·瓦伦丁·巴特勒(英语:John Alfred Valentine Butler)和马克斯·福尔默(英语:Max Volmer)。

当某个电极反应是被该电极的电荷传递(而不是被电极表面与主体电解质之间的质量传递)控制时,以上的巴特勒-福尔默公式的形式是有效的。尽管如此,巴特勒-福尔默公式在电化学中的使用十分广泛,并且常常被认为是“电极动力学现象的核心”。

在电流接近极限的区间,也即电极反应过程受质量传递(传质)控制时,电流密度的值为:

其中:

更一般地,考虑质量传递的影响,Butler-Volmer方程可以写成:

其中

上述的形式被简化为传统(本文顶部的)形式,当活性物质的表面浓度和主体体积浓度相等时。

在两种极限情况下,巴特勒-福尔默公式有如下形式:

其中a和b是常量(对于某反应、在某温度下),被称为塔菲尔方程常数。对于阴极方向和阳极方向的反应过程,a和b的理论值是不同的。

相关

  • 芬恩约翰·贝内特·芬恩(英语:John Bennett Fenn,1917年6月15日-2010年12月10日),美国化学家,蛋白质组学先驱。由于对生物大分子的鉴定和结构分析质谱法方法的研究,与田中耕一、库尔特·
  • 博学家博学家(polymath)或通才,是指精通多个不同范畴而且表现超群的人。文艺复兴人(Renaissance man,或拉丁语和意大利语中的Homo universalis、Uomo Universale),是“通才”的一个别称,特
  • 大法院外交 · 南北统一 · 阳光政策 · 行政区划 · 人权(朝鲜语:대한민국의 인권)政治主题大韩民国大法院(韩语:대한민국 대법원)是大韩民国的最高法院,位于首尔瑞草区。大法院由大
  • 海豹属海豹属(学名:Phoca)是海豹科下面的一个属,包括二个物种。本属的2个物种如下:
  • CD4受体1CDH, 1CDI, 1CDJ, 1CDU, 1CDY, 1G9M, 1G9N, 1GC1, 1JL4, 1Q68, 1RZJ, 1RZK, 1WBR, 1WIO, 1WIP, 1WIQ, 2B4C, 2JKR, 2JKT, 2KLU, 2NXY, 2NXZ, 2NY0, 2NY1, 2NY2, 2NY3, 2NY4
  • 铊的同位素铊(原子量:204.3833(2))的同位素,其中有2个是稳定的。备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
  • 洛克希德·马丁洛克希德·马丁(英语:Lockheed Martin,NYSE:LMT)是一家美国航空航天制造厂商,1995年由洛克希德公司与马丁·玛丽埃塔公司共同合并而成。洛克希德·马丁以开发、制造军用飞机闻名世
  • 国际动物学会国际动物学会(International Society of Zoological Sciences,简称ISZS)是经中华人民共和国外交部和中国科学技术协会批准,在中华人民共和国民政部正式登记注册的首个学科级国际
  • 加马利亚 (肯塔基州)加马利亚(英语:Gamaliel),是美国肯塔基州的一座城市。面积约为1.6平方公里(0.6平方英里)。根据2010年美国人口普查,该市的人口为376人。
  • 性别史性别史(Gender history)或译社会性别史,是指以性别概念来探讨历史,为历史学和性别研究的子领域,很多方面是脱胎自于女性史 。该学科从很多角度探讨思考历史事件和时代背景对男性