巴特勒-福尔默方程

✍ dations ◷ 2025-09-08 20:20:03 #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

  • 福氏耐格里变形虫福氏耐格里虫(学名:Naegleria fowleri)是异叶足纲(Heterolobosea)的内格里虫,俗称食脑菌、食脑变形虫(brain-eating amoeba)、福氏阿米巴虫。在其生物生命周期有三种型态:囊胞、类阿
  • 不导电绝缘体(英语:Insulator),又称电介质或绝缘子,是一种阻碍电荷流动的材料。在绝缘体中,价带电子被紧密的束缚在其原子周围。这种材料在电气设备中用作绝缘体,或称起绝缘作用。其作用
  • 丝甲藻目丝甲藻目(Dinotrichales)为藻类植物之一植物目。该植物于植物分类表上,归于甲藻门 (Pyrrophyta)横裂甲藻纲(Dinophyceae),同纲者尚有变形甲藻目(Dinamoebidiales)等等。
  • 勐皋勐皋(缅甸语:မိုင်းငေါ့မြို့,英语:Mong Ngaw或Mongngawt),另译孟奥,是缅甸掸邦皎脉县皎脉镇区下辖的一个镇。该镇处于黑色地带,外人无法访问。居民大多为佛教徒,也有
  • 感温油墨感温变色材料,印刷界常以变色油墨、感温油墨称之。感温变色材料是指当物质材料受热或冷却使温度达到某一特定的区间,材料的颜色会变成透明状,恢复到最初温度后,颜色将会恢复的智
  • 创意写作创意写作 创意写作可以是任何写作,以小说或非小说,任何跳出一般专业新闻、学术以及技术形式文学方式来创作文学作品。这个类别相关的作业包括大部分的长篇小说、史诗式作品、
  • 名侦探朝鲜:高山乌头花的秘密《名侦探朝鲜:高山乌头花的秘密》(韩语:조선명탐정: 각시투구꽃의 비밀,英语:),是一部2011年上映的韩国电影。改编自金琸桓的小说《烈女门的秘密》,讲述一个发生在古代的悬疑侦破故
  • 永锡和硕肃恭亲王永锡(满语:ᠶᠣᠩᡧᡳ,穆麟德:;?-1821年),满洲爱新觉罗氏。肃武亲王豪格后裔、显密亲王丹臻之孙、奉国将军成信(丹臻次子)第五子。第六代肃亲王(1778年-1821年)。乾隆四十三
  • 范渊范渊(1453年-1512年),字静之,号君山,湖广郴州桂阳县人,明朝政治人物。湖广乡试第十四名举人。弘治九年(1496年)中式丙辰科三甲第一百六十三名进士。任刑部主事,升郎中。因忤刘瑾,四川威
  • 路易斯·法拉堪路易斯·法拉堪·穆罕默德(Louis Farrakhan Muhammad),原名路易斯·尤金·沃尔科特(Louis Eugene Wolcott),生于1933年5月11日,早期名为路易斯·X(Louis X),是伊斯兰国度的领导者,曾在