巴特勒-福尔默方程

✍ dations ◷ 2025-07-05 09:43:29 #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

  • 洛匹那韦/利托那韦洛匹那韦/利托那韦(Lopinavir/ritonavir (LPV/r);商品名:克力芝、快利佳,英语:Kaletra(在高收入国家)、英语:Aluvia(在低收入国家))是常用的抗艾滋病用药,由两种蛋白酶抑制剂洛匹那韦(复
  • 原子序原子序数(英语:Atomic Number)是一个原子核内质子的数量,因此也称质子数,也等于原子电中性时的核外电子数。拥有同一原子序的原子属于同一化学元素。原子序数的符号是Z。通常原子
  • 峨嵋山暗色岩峨嵋山暗色岩(Emeishan Traps)又译峨嵋山玄武岩,另一名称是二叠纪峨嵋山大火成岩省(Permian Emeishan Large Igneous Province),是个大火成岩省,由溢流玄武岩所形成,位于中国四川省
  • 宋锦宋锦,全称“宋式锦”,为中国的一种著名织锦,发源地在中国的苏州,故又称之为“苏州宋锦”。宋锦与南京云锦、成都蜀锦并称“中国三大名锦”。2009年9月28日,宋锦作为中国蚕桑丝织
  • 台湾断层台湾活动断层主要分布在台湾西部麓山带与平原交界处及台湾东部花东纵谷区域,根据经济部中央地质调查所发表之2012年版“二万五千分之一活动断层图”,台湾共有33条活动断层。另
  • 林克昌林克昌(英语:Kek-Tjiang Lim,1928年3月21日-2017年6月15日),澳洲籍华裔指挥家、小提琴家、音乐教育家,于一九七○年代末期录制一系列中国管弦乐曲,闻名华人乐界。林克昌出生于印度尼
  • 科巴姆航空科巴姆航空的全称是澳大利亚科巴姆服务航空(Cobham Aviation Services Australia),其前身名为国立捷特系统航空(National Jet Systems),是一家澳大利亚的班机和包机航空公司,总部位
  • 米哈伊尔·伊里奇·卡扎科夫米哈伊尔·伊里奇·卡扎科夫(俄语:Михаи́л Ильи́ч Казако́в,1901年10月9日(9月26日)-1979年12月25日)苏联军事指挥官、苏联大将。1919年,加入俄国共产党。1920
  • 拉氏图拉氏图(又名 Ramachandran 图、图、α-碳与酰胺平面交角图,英语:Ramachandran plot, Rama plot),起初是于1963年由 G. N. Ramachandran,C. Ramakrishnan 和 V. Sasisekharan 提出
  • 李祎李祎可以指: