# 原电池电动势计算器

原电池电动势 E⁰cell = E⁰cathode − E⁰anode，附带 ΔG⁰ = −nFE⁰ 与 25 °C 下的平衡常数 log₁₀K = nE⁰/0.0592。符号就是全部答案：丹尼尔电池（阴极 Cu²⁺/Cu +0.34 V，阳极 Zn²⁺/Zn −0.76 V）给出 +1.10 V、−212 kJ/mol——自发；把两个电极对调，同样的数字全变负号——那是电解方向，不外接电源就拒绝运行。

> 标准页面: https://elysiatools.com/zh/tools/galvanic-cell-emf

- **分类:** Science & Education

- **关键词:** 原电池电动势, 标准电池电动势, 阴极 阳极, 电极电势, 自发反应, 电化学

## 概述

原电池电动势计算器用于快速求解电化学体系的标准电池电动势（E⁰cell）、标准吉布斯自由能变（ΔG⁰）以及 25 °C 下的化学平衡常数（K 与 log₁₀K），帮助准确判断氧化还原反应的自发性。

## 输入项

- **阴极电势 E⁰（V）** (number): e.g. 0.34 (Cu²⁺/Cu)
- **阳极电势 E⁰（V）** (number): e.g. -0.76 (Zn²⁺/Zn)
- **转移电子数 n** (number): e.g. 2

## 适用场景

- 需要根据阴极和阳极的标准还原电势计算原电池的理论开路电压时
- 需要通过电动势与电子转移数推算反应的标准吉布斯自由能变（ΔG⁰）时
- 需要判断氧化还原反应在 25 °C 下是否自发进行并求取反应平衡常数（K）时

## 工作原理

- 输入阴极标准还原电势 E⁰cathode 与阳极标准还原电势 E⁰anode
- 输入反应中转移的电子摩尔数 n
- 工具根据 E⁰cell = E⁰cathode − E⁰anode 计算电池电动势
- 结合法拉第常数与能斯特关联式输出 ΔG⁰ = −nFE⁰ 及 log₁₀K = nE⁰/0.0592 的计算结果与反应自发性判定

## 使用案例

- 化学与化工专业学生验证电化学作业与实验中的理论电动势及热力学数据
- 电池研发与电化学工程师快速比对不同正负极材料组合的理论工作电压与热力学极限
- 电解与电镀工艺设计中评估逆向非自发反应所需的理论最小分解电压

## 常见问题

### 计算电池电动势时需要将阳极电势手动变号吗？

不需要，公式 E⁰cell = E⁰cathode − E⁰anode 中已包含减号，只需直接输入标准电极电势表中的标准还原电势即可。

### 电动势计算结果为正和为负分别代表什么？

正值表示该方向为自发的原电池反应；负值表示该方向非自发，属于电解反应方向，需要外接电源驱动。

### 平衡常数 K 是基于什么温度条件计算的？

计算采用标准常数 0.0592 V，对应温度为 25 °C（298.15 K）下的平衡状态。

### 转移电子数 n 应该如何确定？

n 为配平后的氧化还原反应方程式中得失电子的摩尔数，例如 Cu²⁺/Cu 与 Zn²⁺/Zn 反应中 n 为 2。

### 吉布斯自由能变 ΔG⁰ 的单位是什么？

计算器输出的 ΔG⁰ 单位为千焦每摩尔（kJ/mol）。

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