原电池的能斯特方程是如何用热力学方法推导,离子活度和离子活度系数的关系

原电池的能斯特方程是如何用热力学方式推导出来的?
F为法拉第常数,96.487kj /v·mol。 1889年,能斯特(Nernst)用热力学公式导出了电极电势与参加电极反应的物质浓度当中的关系,即著名的能斯特方程。19 ,德拜和休克尔提出了强电解质稀溶液理论,促进了电化学在理论探讨和实验方式方面的发展。
化学反应其实常常在非标准状态下进行,而且,反应途中离子浓度也会改变。
比如,实验室氯气的制备方式之一是用二氧化锰与浓盐酸反应;在加热的情况下,氯气可以持续性出现。但是,利用标准电极电势来判断上面说的反应的方向,却会得出相反的结论。
离子活度和离子活度系数?
溶液中离子的不太好程度的一种表示方式,符号为γ。设某离子i的浓度为ci,则ciγi=ai,称为该离子的活度。
将活度替代浓度用于离子平衡反应,理想溶液的关系式仍能适用。
但电解质的正、负离子是同时存在的,故正离子的活度a+和负离子的活度a-将同时出现在->平衡式中。
为了思考方便,引入平均离子活度系数γ±和平均离子活度a±的概念(均指几何平均)。
针对NaCl这样的1-1价电解质溶液,设其浓度为c,则a±2=a+a-=(c+γ+)(c-γ-)=c2γ±2,或a±=cγ±。因为离子间的静电作使劲很强,就算是极稀的溶液,活度系数仍不可以忽视不计,但可以按照德拜(P.Debye)-休克尔理论计算。
离子活度是在电解质溶液中,离子相互作用让离子一般不可以完全发挥其作用。离子实质上发挥作用的浓度称为有效浓度,或称为活度(activity),明显活度的数值一般比其对应的浓度数值要小些。
离子活度系数,即活度系数,又称活度因子(英语:Activity factor)是热力学中的一个系数,反映的是真实溶液中某组分i的行为偏离理想溶液的程度,量纲为1。引入活度系数后,适用于理想溶液的各自不同的关系可以对应修正为适用于真实溶液。