$$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$$
标准电动势由两电极的标准还原电位 E°(相对于标准氢电极 SHE)之差求得。E°cell > 0 时反应可自发进行(原电池)。
$$E = E^{\circ}_{cell} - \frac{RT}{nF}\ln Q = E^{\circ}_{cell} - \frac{0.0592}{n}\log_{10} Q \;(25^{\circ}\mathrm{C})$$
能斯特方程。R:气体常数,T:绝对温度 [K],n:转移电子数,F:法拉第常数(96485 C/mol),Q:反应商。
$$Q = \frac{[\text{Anode}^{z+}]}{[\text{Cathode}^{z+}]}, \qquad \Delta G = -nFE$$
反应商 Q 为阳极生成离子浓度与阴极反应离子浓度之比。随着放电进行,Q 增大,E 降低;当 Q→K 时,E→0(达到平衡)。