巴特勒-福尔默方程

✍ dations ◷ 2025-08-08 06:42:20 #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

  • 民法大全《民法大全》(Corpus Juris(亦作Iuris) Civilis),又称《查士丁尼法典》或《国法大全》,是东罗马帝国皇帝查士丁尼一世下令编纂的一部汇编式法典,完成于公元529至565年。严格来说,《
  • 两个主要世界体系的对话《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(意大利语:Dialogo sopra i due massimi systemi del mondo, tolemaico e copernicano)是伽利略撰写的一部天文学著作,于1632年在意大
  • 台北客运台北汽车客运股份有限公司(英文:Taipei Bus Company, Ltd.),简称台北客运、北客,台北联营公车与国道客运经营者之一。1954年文山轻便客运社成立,1956年7月文山轻便客运社改组为文
  • 乌代·侯赛因乌代·侯赛因(阿拉伯语:عُدي صدّام حُسين‎ Uday Saddam Hussein al-Tikriti;1964年6月18日-2003年7月22日),伊拉克前总统萨达姆·侯赛因的长 子。他是萨达姆政权中
  • 红色代表联邦直辖区联邦直辖区(马来语:Wilayah Persekutuan, 英语:Federal Territory)是马来西亚由联邦政府管辖的一级行政区,由吉隆坡、纳闽、布城三个地区组成。吉隆坡联邦直辖区于1974年成立;纳闽
  • 清华大学图书馆坐标:40°00′17″N 116°19′28″E / 40.004845°N 116.32437°E / 40.004845; 116.32437清华大学图书馆始建于1916年,总馆可分为老馆、逸夫馆以及李文正馆(又称北馆)组成。,此
  • 富济才富济才(Bishop Pietro Ermenegildo Focaccia, O.F.M. 1886年6月28日-1953年8月12日),天主教榆次教区主教(1931年10月15日-1953年8月12日),意大利方济各会会士。1886年6月28日,富济才
  • 虎骨酒虎骨酒是以老虎骨骼加上其他中药材与白酒泡制而成的药酒。在中国有上千年的历史,传统上被认为有医疗价值,不过,至今仍然没有科学证据证明虎骨或者虎骨酒具有医疗价值。 1993年,
  • 六旗肯塔基王国肯塔基王国 (Kentucky Kingdom),是美国肯塔基州路易维尔一个主题公园机动游乐场。园内有一部跳楼机,2007年6月21日发生严重意外,一名16岁少女在玩乐时,被一条断裂坠落的钢缆削去脚
  • 林铁元门入第十世林門入(1785年-1819年),日本围棋棋手,为第九世林门悦的儿子,本名井田鐵元。1805年因林家门下实无好手,二段的铁元便被立为迹目,1813年(一说1816年)门悦去世,铁元继任,是为第十世林