巴特勒-福尔默方程

✍ dations ◷ 2025-12-04 03:37:31 #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

  • 系统药理学系统药理学(Systems pharmacology)系将系统生物学知识应用到药理学中而产生的一门学科。该学科旨在阐明药物如何作用于肌体的各系统。和用一种特殊的蛋白质-药物反应来评价一
  • 后汉书《后汉书》是记载东汉历史的纪传体史书,由南朝刘宋时的范晔(398年-445年)所著。本书分十纪、八十列传和八志(八志自司马彪《续汉书》补入),记载了从光武帝称帝(25年)起至汉献帝禅让(22
  • Argus II阿格斯视网膜假体(英语:Argus retinal prosthesis),又称为仿生眼(bionic eye),是美国第二视觉医疗器材公司(Second Sight Medical Products)开发的视网膜假体植入系统,可帮助因视网膜
  • 拉内布拉内布(Raneb)是古埃及第二王朝的一位法老。埃及祭司曼涅托在其所编纂的王表中称其为卡伊靠斯(Kaiechos),并认为其统治了埃及39年。但是,从已经出土的拉内布时期的文物中,并未找到
  • 雷哈安东·雷哈(捷克语:Antonín Rejcha,德语:Anton Reicha,1770年2月26日-1836年5月18日),波西米亚作曲家,音乐理论家,音乐教育家。雷哈少年时便显现出非凡的音乐才能,他的叔叔约瑟夫·雷
  • 小绿人台灣的行人专用信号灯是一种在台湾的交通号志,分成上下方两个灯面。上方是通知行人灯号即将变化的“倒数计时读秒显示”,下方则为七个动作组成的动画小绿人走动画面。行人交通
  • 高 峰高峰可以指:
  • 梅德福 (俄勒冈州)梅德福(Medford)位于美国俄勒冈州南部,是杰克逊县的县治。该市最高点乐声安峰高1090米,是普雷斯科特公园的一部分。根据2000年美国人口普查,梅德福共有63,154人,其中白人占89.99%
  • 仁科芳雄仁科芳雄(1890年12月6日-1951年1月10日)是一位日本物理学家,也是日本近代物理的奠基人,被称为“日本物理之父”。他曾是理化学研究所的研究人员,指导过许多著名日本物理学家,包括诺
  • 卡伊萨·马托麦基卡伊萨·索菲亚·马托麦基(芬兰语:Kaisa Sofia Matomäki,1985年4月30日-),芬兰数学家,专攻数论。从2015年9月开始,马托麦基以芬兰科学院研究员身份在芬兰图尔库大学数学与统计学院