能斯特在电化学做了哪些贡献

㈠ 能斯特的人物历史

能斯特生于西普鲁士（WestPrussia）的贝利森（Briesen）（今波兰境内的万布热伊诺（Wąbrzeźno））。他在苏黎世大学、柏林大学及卡尔·弗朗岑斯大学学习数学与物理学，去莱比锡工作了一段时间后，他在格丁根成立了物理化学与电化学研究所。1897年，能斯特发明了能斯特灯，一种使用白炽陶瓷棒的电灯，是碳丝灯的替代品和白炽灯的前身。能斯特研究过渗透压及电化学，1905年，他确立了他称之为“新热定理”的定理，也就是后来的热力学第三定律，这条定律描述了物质接近绝对零度时的表现。
他荣获1920年的诺贝尔化学奖，这是对他的热化学研究成果的肯定。他于1924年出任柏林物理化学研究所主任，并担任此职位至1933年退休，接着开始研究电声学和天体物理学。
能斯特于1930年与巴希斯坦（Bechstein）及西门子公司合作开发了一种叫“新巴希斯坦之翼”（Neo-Bechstein-Flügel）的电子琴，当中用无线电放大器取代了发声板。该电子琴使用了电磁感应器以产生电子调解及放大的声音，跟电吉他是一样的。
1891年任哥丁根大学物理化学教授。1905年任柏林大学教授。1925年起担任柏林大学原子物理研究院院长。1932年被选为伦敦皇家学会会员。由于纳粹政权的迫害，1933年退职，在农村度过了他的晚年。1941年11月18日在柏林逝世。被葬于马克斯·普朗克墓附近。

㈡ 谈谈对电化学技术的理解

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学，而电化学技术就是基于电化学基本原理解决实际问题的一种技术。

从能量转换的角度出发，如果将化学反应释放的能量转换为电能并输出，形成电池，这就是化学电源技术基本工作原理；如果将电能转换成化学能，引发化学反应，形成电解池，这就是电解技术的基本工作原理。

电化学技术应用在水处理领域，主要是基于电解原理的电解技术。电化学水处理技术相关的元件、设备主要是电极、电解槽和电源，这三部分是电化学水处理技术最核心的内容。

(2)能斯特在电化学做了哪些贡献扩展阅读

在1663年，德国物理学家 Otto von Guericke 创造了第一个发电机，通过在机器中的摩擦而产生静电。这个发电机将一个巨大的硫球放入玻璃球中，并固定在一棵轴上制成的。通过摇动曲轴来转动球体，当一个衬垫与转动的球发生摩擦的时候就会产生静电火花。 这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。

在17世纪中叶，法国化学家 Charles François de Cisternay Fay 发现了两种不同的静电，即同种电荷相互排斥而不同种电荷相互吸引。

Du Fay 发布说电由两种不同液体组成："vitreous" (拉丁语”玻璃“)，或者正电；以及"resinous", 或者负电。这便是电的双液体理论，这个理论被17世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。

1781年，查尔斯.奥古斯丁库仑(Charles-Augustin de Coulomb) 在试图研究由英国科学家Joseph Priestley 提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。

1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”。

这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。

19世纪下半叶，赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即着名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。

20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。

在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整。

环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。

㈢ 什么是能斯特方程应用有哪些

1889年能斯特应用热力学的理论研究电池的电动势，得到了电化学中最着名的方程之一——能斯特方程。

在电池中发生的反应皆为氧化还原反应，这类反应中都有两个氧化还原偶。例如反应Zn＋Cu2+→Zn2+＋Cu中，Zn2+/Zn、Cu2+/Cu就是两个氧化还原偶。在反应中，锌被氧化，由还原形Zn变为氧化形Zn2+；而铜被还原，由氧化形Cu2+变为还原形Cu。又如反应Sn2+＋2Fe3+→Sn4+＋2Fe2+中，Sn4+/Sn2+、Fe3+/Fe2+是两个氧化还原偶。在反应中Sn2+被氧化为Sn4+，由还原形变为氧化形；Fe3+被还原为Fe2+，由氧化形变为还原形。所以一般的氧化还原反应可以写成：

[氧化形]1＋[还原形]2→[还原形]1＋[氧化形]2

假若以Ox代表一个物质的氧化形，Re代表还原形，则在一个电池中的电池反应可表示如下：

式中a、b、d、f为反应的计量系数，Ox1/Re1、Ox2/Re2为两对氧化还原偶。这样的例子还有：Zn2+/Zn、Cu2+/Cu、Fe3+/Fe2+等。我们可以用平衡移动原理来判断电池反应中反应物或产物浓度变化时，对电池电动势的影响。设想一个电池的电池反应如式2．2所示。将该电池接在电位计上作为被测电池（如图2．2所示），调节电位计的滑动接头C至平衡点。此时电池处于电化学平衡状态，在被测电池回路中无电流通过。现在设想，如果增加电池中反应物的浓度[Ox1]、[Re2]，或减小产物的浓度[Re1]、[Ox2]，这必然使电池反应式2．2向正方向进行，这就会在被测电池回路中，产生一个由正极到负极的电流。为了对消这个电流，使电池重新回到平衡状态，则必须将滑动接头C向右移动，增加A、C两点间的电位差，以对消被测电池的端电压。这就是说，电池的电动势增加了。假如减小电池中反应物的浓度[Ox1]、[Re2]，或增加产物的浓度[Re1]、[Ox2]，则在被测电池回路中，就会产生一个相反方向的电流，为了使电池回到平衡状态，滑动接头C就要向左移动，也就是电池的电动势要减小。定量表示这种关系的方程，叫能斯特方程，是电化学中最着名的方程之一，可表示如下：

式中 E是电池的电动势，R＝8.314 J·mol-1·K-1，称为气体常数，T是绝对温度，[Ox1]、[Re1]、[Ox2]、[Re2]是电池反应中各物质的浓度，其乘、除及指数的规律是和平衡常数的写法相同的，n是电池反应中涉及的电子摩尔数，F为法拉弟常数，E0是电池体系的一个特征常数，假如电池中各物质的浓度都是1个单位，则：

此时E＝E0，所以E0的物理意义是，当电池反应中各物质的浓度为1个单位（严格说，应是活度为1）时的电池电动势，称为标准电动势。需要指出的是，能斯特方程仅能应用于达到电化学平衡的体系，也即可逆电池。对于在实际应用中的电池，只要输出电流不为零，能斯特方程就不成立。

由于电池反应一般由两个电极反应组成，所以能斯特方程也可推广应用于一个电极反应。如上面的电池反应，分别对应两对氧化还原偶，可以写成下面两个电极反应：

阴极：aOx1＋ne→dRe1 2．4a

阳极：bRe2→fOx2＋ne 2．4b

两个电极反应相加，即为电池反应：

同时，电池的电动势也看做是两个电极的电极电位的代数和。按照统一的规定，电动势和电极电位的关系为：

式中 c是阴极的电极电位， a是阳极的电极电位。同样，标准电动势也可分成两项：

0c、 0a是电极体系的特征常数，称为标准电极电位。根据式2．3和式2．6，就可得到：

再将式2．5代入得：

等式两边的第一项都只和阴极反应有关，而第二项只和阳极反应有关，故可得下面两个等式：

将上两式和相应的电极反应对照，可以看出能斯特方程也可应用于电极反应，并且不管阴极反应还是阳极反应，可以写成统一的形式，即假如电极反应为：

aOx＋ne→dRe

则它的电极电位为：

从式2．7可以看出 0的物理意义。当电极反应中的物质浓度[Ox]和[Re]

极反应中的物质浓度为1个单位（严格说是活度为1）时的电极电位，称为标准电极电位，对于每个电极都有一个特征值。但是由于不能单独测定一个电极的电极电位，在实验中能够测定的是两个电极电位的差值，即电动势。所以电极电位的绝对值是无法测定的，只能测定相对值。正像在地球上测量某个物体的高度时，因为没有绝对高度的零点，无法得到绝对高度。因此只能测量相对高度，这就需要确定一个进行比较的相对高度零点。通常，就规定海平面的高度为零，相对于海平面测得的相对高度就叫做海拔高度。电化学中关于电极电位的确定，和海拔高度的确定相仿。为了确定各电极的电极电位的相对值，就要确定一个进行比较的标准。按照1953年国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）的建议，采用标准氢电极作为比较的标准。所谓标准氢电极是以镀了铂黑的金属铂作为电极，插入氢离子浓度（应为活度）为1个单位的溶液中，往溶液中通入压力为100千帕的氢气冲击铂，所组成的电极。按照IUPAC的建议，规定这个电极的电极电位值为零，任何一个电极的标准电极和标准氢电极组成的电池，其电动势就是该电极的标准电极电位。一些常用的电极在25℃（298 K）时，以水为溶剂的标准电极电位值（ 0）见表2．1。这些数值的大小表明了相关物质的氧化还原能力，标准电极电位的值越大（即越正），表明表中电极反应的反应物还原能力越强；数值越小（即越负），表明表中电极反应的产物氧化能力越强。所以表中数值较大的电极反应中的反应物，能将数值较小的电极反应中的产物氧化，而本身被还原。例如Cu2+和金属Zn能发生如下反应：

Cu2+＋Zn→Cu＋Zn2+

即铜被还原，锌被氧化。所以这种标准电极电位表，指明了各种物质发生氧化还原反应时的方向和趋势。

表2．1 一些物质的标准电极电位数值表（25℃）

电 极
电极反应
0(伏)

Li+|Li
Li+＋e→Li
-3.045

K+|K
K+＋e→K
-2.924

Na+|Na
Na+＋e→Na
-2.7109

Mg2+|Mg
Mg2+＋2e→Mg
-2.375

OH-，H2O|H2
2H2O＋2e→H2＋2OH-
-0.8277

Zn2+|Zn
Zn2+＋2e→Zn
-0.7628

Cr3+|Cr
Cr3+＋3e→Cr
-0.74

SO2-4|PbSO4(s)，Pb
PbSO4(s)＋2e→Pb＋SO2-4
-0.356

Ni2+|Ni
Ni2+＋2e→Ni
-0.23

Sn2+|Sn
Sn2+＋2e→Sn
-0.1364

Pb2+|Pb
Pb2+＋2e→Pb
-0.1263

Fe3+|Fe
Fe3+＋3e→Fe
-0.036

H+|H2
2H+＋2e→H2
0.0000

Sn4+，Sn2+|Pt
Sn4+＋2e→Sn2+
+0.15

Cl-|AgCl(s)，Ag
AgCl(s)＋e→Ag＋Cl-
+0.2223

Cu2+|Cu
Cu2+＋2e→Cu
+0.3402

OH-，H2O|O2
O2＋2H2O＋4e→4OH-
+0.401

Fe3+，Fe2+|Pt
Fe3+＋e→Fe2+
+0.770

Hg2+2|Hg
Hg2+2＋2e→2Hg
+0.7961

Ag+|Ag
Ag+＋e→Ag
+0.7996

H+，H2O|O2
O2＋4H+＋4e→2H2O
+1.229

Cl-|Cl2
Cl2(g)＋2e→2Cl-
+1.3583

在测定电极电位值时，直接使用标准氢电极实验要求较严，有一定的难度，故通常使用第二级的标准电极。这种电极制作方便，在一定温度下电极电位稳定，它的值可先由标准氢电极精确测定。第二级的标准电极通常称为参比电极。最常用的参比电极是甘汞电极，它由汞、氯化亚汞（甘汞）和氯化钾溶液组成，它的电极符号为：

Cl-｜Hg2Cl2（s），Hg

电极反应为：

Hg2Cl2（s）＋2e→2Hg＋2Cl-

其电极电位值随氯化钾溶液浓度而变化，常用的有如下三种：

氯化钾溶液浓度(mol·dm-3)
电极电位值(V)

0.1
0.3337

1.0
0.2801

饱和
0.2412

㈣ 原电池的能斯特方程是如何用热力学方法推导出来的

电池的电压为：E（你可以理解为U）
电池的电流为：I
因此，电池能做功为I*E*t=G（G为gibbs自由能）
I=Q（Q为总电量）/t
Q=z*F（z为反应进度，F是一摩尔电荷和一个电荷的电量的乘积）该反应式的物理意义是当反应进行到z mol时，通过的电量有多少。
综上，G=-zFE（为什么加负号是因为，自发反应是体系输出功）

㈤ 电化学的形成，对电化学的形成做出贡献的最初的几位科学家

我认为，对电化学理论作出最大贡献的当属法拉第。记得当年，我们这些天津大学电化学专业毕业的人聚会时，曾开玩笑地说，大学4年只记得一个法拉第定律了。

㈥ 电极电势受到哪些因素的影响

影响电极电势的因素是离子的浓度、溶液的酸碱性、沉淀剂和络合剂。

1、离子浓度，溶液中含某种离子的总量与体积之比，用n/V表示，单位一般为mol/L。

2、酸碱性是物质在酸碱反应中呈现的特性，一般来说酸性物质可以使紫色石蕊试液变红，碱性物质可以使其变蓝。

3、为了将溶液中的某一或某些组分进行分离，常常需要向溶液中加入一些物质与需要分离的组分进行化合，生成难溶解的化合物，从而通过过滤、蒸发等操作达到分离纯化的效果。加进去的试剂就叫做沉淀剂。

4、络合剂，特别是具有多功能团的有机络合剂，在印染行业应用越来越广， 如软化水质、防止沉淀物、消除染整设备结垢、防止织物漂白破洞、保证染色鲜艳度等。 络合剂在印染行业又谓称螯合剂、螯合分散剂、金属封锁剂、水质软化剂等。

(6)能斯特在电化学做了哪些贡献扩展阅读：

判断电极电势的因素是能斯特方程，离子浓度改变时电极电势的变化，根据能斯特方程可以求出离子浓度改变时电极电势变化的数值。

能斯特方程，是指用以定量描述某种离子在A、B两体系间形成的扩散电位的方程表达式。在电化学中，能斯特方程用来计算电极上相对于标准电势而言的指定氧化还原对的平衡电压。能斯特方程只有在氧化还原对中两种物质同时存在时才有意义。

这一方程把化学能和原电池电极电位联系起来，在电化学方面有重大贡献，故以其发现者德国化学家能斯特命名，能斯特曾因此获1920年诺贝尔化学奖。

㈦ 电化学的发展

在1663年，德国物理学家 Otto von Guericke 创造了第一个发电机，通过在机器中的摩擦而产生静电。这个发电机将一个巨大的硫球放入玻璃球中，并固定在一棵轴上制成的。通过摇动曲轴来转动球体，当一个衬垫与转动的球发生摩擦的时候就会产生静电火花。 这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。
在17世纪中叶，法国化学家 Charles François de Cisternay Fay 发现了两种不同的静电，即同种电荷相互排斥而不同种电荷相互吸引。 Du Fay 发布说电由两种不同液体组成：vitreous (拉丁语”玻璃“)，或者正电；以及resinous, 或者负电。这便是电的双液体理论，这个理论被17世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。
1781年，查尔斯.奥古斯丁 库仑 (Charles-Augustin de Coulomb) 在试图研究由英国科学家Joseph Priestley 提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。
1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。
19世纪下半叶，赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即着名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。
20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。
在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。

㈧ 能斯特效应简介

简要地介绍了通常金属的能斯特(Nernst)效应,指出Ⅱ类超导体在混合态的磁通运动产生的能斯特效应远大于正常载流子的贡献.接着介绍了高温超导的La 2-xSrxCuO4(LSCO)单晶中涡旋运动产生的大的能斯特信号从Tc一直延续到远高于Tc的温度T0,并报道在Zn掺杂的YBa2Cu3O7-8(YBCO)外延薄膜中观测到的Tc和T0随Zn质量分数的变化.这些体系的能斯特效应结果充分地显示出高温超导体中在Tc以上可能存在着类磁通涡旋.根据预超导配对的理论图像对实验结果进行了讨论