巴特勒-福尔默方程

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:15:10 #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

  • 头孢噻肟头孢.mw-parser-output ruby.zy{text-align:justify;text-justify:none}.mw-parser-output ruby.zy>rp{user-select:none}.mw-parser-output ruby.zy>rt{font-feature-setti
  • 尿滞留尿潴留(英语:renal retention或 urinary retention),又称尿滞留、尿液滞留,是膀胱内的尿液无法排出的状况,最常见的原因是良性前列腺增生症。正常成年男性的膀胱涨满时,容积约为500
  • 冰滴咖啡冷泡咖啡不是冰滴咖啡,英文为Ice Drip coffee,冷泡咖啡是一种制作咖啡饮品的方式。一般所指的冷酿咖啡是由室温水浸泡放入研磨过的咖啡豆置于冰箱长达十数小时酿成,之后需要使
  • 草纸文献.mw-parser-output ruby.zy{text-align:justify;text-justify:none}.mw-parser-output ruby.zy>rp{user-select:none}.mw-parser-output ruby.zy>rt{font-feature-settings:
  • 民间习俗习俗是指在地区社会文化中长期形成之风尚、礼节、习惯以及禁忌等的总和,民间的风俗又称作民间习俗。风俗的涵括范围很广,可以包括食、衣、住、行、娱乐、社交、恋爱、性爱、生
  • 大隈重信大隈重信(1838年3月11日-1922年1月10日),幼名八太郎,是日本武士(佐贺藩藩士)、政治家、教育家。从一位大勋位侯爵。曾任参议兼财务大臣、外务大臣(第3、4、11、14、29任)、农商务大臣
  • 古典音乐作曲家列表这是一个古典音乐作曲家的列表,按照作曲家出生的年份先后顺序,划分为六个部分西欧的艺术音乐从中世纪的教堂圣咏开始发源,距今已有1000多年的历史,早期的作曲家很多是修士、游吟
  • 乌号作战英帕尔战役(Battle of Imphal,日军代号:ウ号作戦),为第二次世界大战期间日本帝国陆军对英属印度所发动的战役之一,战役从1944年3月开始至同年7月结束,最后以日军的惨败收场,以单一作
  • 蛇口邮轮中心蛇口邮轮中心位于中华人民共和国广东省深圳市南山区蛇口西南的一个填海区(该区名为太子湾),是一个水、陆客货运输的对外开放口岸,于2016年10月31日正式启用,承担原蛇口客运码头的
  • 立方皮米体积(英语:Volume)是物件占有多少空间的量。体积的国际单位制是立方米。一件固体物件的体积是一个数值用以形容该物件在空间所占有的空间。一维空间物件(如线)及二维空间物件(如正