NL

Nernstvergelijking berekenen

Hier kunt u de nernstvergelijking berekenen voor elke concentratie. Voorbeeld: het Daniell-element (E° = 1,10 V, n = 2) heeft bij 25 °C en Q = 10 een spanning E = 1,07042 V.

Voorbeeld: Reactiequotiënt gegeven als: Reactiequotiënt Q direct · Standaardpotentiaal E° 1,1 V · Overgedragen elektronen n 2 e⁻ · Temperatuur 25 °C · Reactiequotiënt Q 10 → Resultaat: E = 1,07042 V (celspanning). Bron: NIST CODATA 2022: molar gas constant R = 8.314462618 J/(mol K), Faraday constant F = 96 485.33212 C/mol. Bijgewerkt: .

V
Standaardcelspanning (kathode min anode) in volt, bijv. Daniell-element 1,10 V.
e⁻
Geheel getal uit de reactievergelijking, bijv. 2 bij Zn + Cu²⁺.
°C
Producten gedeeld door reactanten, elk tot de macht van zijn coëfficiënt; vaste stoffen en water vallen weg.
Mijn toolboxJe invoer wordt alleen in deze browser opgeslagen.

Resultaat

Resultaat
E = 1,07042 V (celspanning)
Alle weergaven
GrootheidWaarde
Celspanning E1,07042 V
Reactiequotiënt Q10
Vrije reactie-enthalpie ΔG-206,56 kJ/mol
Helling per decade van Q29,5797 mV
Temperatuur298,15 K
Rekenstappen
  • E = E° − (R·T) / (n·F) · ln Q = 1,1 − (8,314462618 · 298,15) / (2 · 96.485,33212) · ln(10) = 1,07042 V.
  • ΔG = −n·F·E = −2 · 96.485,33212 C/mol · 1,07042 V = -206,56 kJ/mol.
Geldt voor ideaal verdunde oplossingen (activiteiten ≈ concentraties). Bij E > 0 en ΔG < 0 verloopt de reactie spontaan. Bij meerdere deeltjes Q direct invoeren (concentraties tot de macht van hun coëfficiënten).

Zo wordt het berekend

De nernstvergelijking geeft de spanning van een galvanische cel, of de potentiaal van een halfcel, bij elke concentratie. Ze verbindt de standaardpotentiaal E° met het reactiequotiënt Q en de temperatuur.

Formule

E = E° − (R·T) / (n·F) · ln Q met de gasconstante R = 8,314462618 J/(mol·K), de constante van Faraday F = 96.485,33212 C/mol (CODATA 2022), de absolute temperatuur T in kelvin en het aantal overgedragen elektronen n. Q is het quotiënt van product- en reactantconcentraties. De vrije reactie-enthalpie is ΔG = −n·F·E.

Voorbeeld

Daniell-element: E° = 1,10 V, n = 2, T = 25 °C = 298,15 K, Q = 10. Dan is R·T/(n·F) = 0,0128463 V en E = 1,10 − 0,0128463 · ln 10 = 1,07042 V. Per tiendemacht van Q verandert E met 29,5797 mV; bij n = 1 is dat 59,16 mV, de bekende 59-mV-regel. De vrije enthalpie is ΔG = −2 · 96.485,33212 · 1,07042 V = -206,56 kJ/mol. Bij Q = 0,1 stijgt de spanning naar 1,12958 V; bij Q = 1 is E = E° = 1,1 V.

Veelgestelde vragen

Waarvoor gebruikt men de nernstvergelijking?

Om celspanningen en elektrodepotentialen te berekenen bij concentraties die afwijken van de standaardtoestand van 1 mol/L, bijvoorbeeld bij pH, batterijen of ionselectieve elektroden.

Wat is de 59-mV-regel?

Bij 25 °C en één overgedragen elektron verandert de potentiaal met 59,16 mV per factor tien in concentratie; bij n = 2 de helft.

Waarom moet de temperatuur in kelvin?

Omdat R·T de absolute temperatuur bevat. De rekenmachine telt 273,15 op bij de ingevoerde °C (25 °C geeft 298,15 K).

Bronnen en wettelijke basis

Bijgewerkt op: · Redactioneel beleid

Vergelijkbare tools