PL

Kalkulator równania Nernsta

Ten kalkulator równania nernsta podaje potencjał ogniwa dla dowolnych stężeń. Przykład: ogniwo Daniella (E° = 1,10 V, n = 2) ma przy 25 °C i Q = 10 siłę elektromotoryczną E = 1,07042 V.

Przykład: Iloraz reakcji podany jako: Iloraz reakcji Q bezpośrednio · Potencjał standardowy E° 1,1 V · Liczba przeniesionych elektronów n 2 e⁻ · Temperatura 25 °C · Iloraz reakcji Q 10 → Wynik: E = 1,07042 V (potencjał ogniwa). Źródło: NIST CODATA 2022: molar gas constant R = 8.314462618 J/(mol K), Faraday constant F = 96 485.33212 C/mol. Stan na: .

V
Standardowa SEM ogniwa (katoda minus anoda) w woltach, np. ogniwo Daniella 1,10 V.
e⁻
Liczba całkowita z równania reakcji, np. 2 dla Zn + Cu²⁺.
°C
Produkty przez substraty, każdy do potęgi współczynnika; ciała stałe i woda pomijane.
Moje narzędziaWpisane dane są zapisywane tylko w tej przeglądarce.

Wynik

Wynik
E = 1,07042 V (potencjał ogniwa)
Wszystkie postacie
WielkośćWartość
Potencjał ogniwa E1,07042 V
Iloraz reakcji Q10
Entalpia swobodna reakcji ΔG-206,56 kJ/mol
Nachylenie na dekadę Q29,5797 mV
Temperatura298,15 K
Kroki obliczeń
  • 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.
Dotyczy roztworów idealnie rozcieńczonych (aktywności ≈ stężenia). Dla E > 0 i ΔG < 0 reakcja przebiega samorzutnie. Dla wielu składników wpisz Q bezpośrednio (stężenia do potęg współczynników).

Jak to obliczamy

Równanie Nernsta podaje napięcie ogniwa galwanicznego lub potencjał półogniwa przy dowolnych stężeniach. Łączy potencjał standardowy E° z ilorazem reakcji Q i temperaturą.

Wzór

E = E° − (R·T) / (n·F) · ln Q, gdzie R = 8,314462618 J/(mol·K) to stała gazowa, F = 96 485,33212 C/mol stała Faradaya (CODATA 2022), T temperatura bezwzględna w kelwinach, a n liczba przeniesionych elektronów. Q to iloraz stężeń produktów i substratów. Entalpia swobodna reakcji wynosi ΔG = −n·F·E.

Przykład

Ogniwo Daniella: E° = 1,10 V, n = 2, T = 25 °C = 298,15 K, Q = 10. Wtedy R·T/(n·F) = 0,0128463 V, a E = 1,10 − 0,0128463 · ln 10 = 1,07042 V. Na każdą potęgę dziesięciu w Q wartość E zmienia się o 29,5797 mV; dla n = 1 to 59,16 mV, znana reguła 59 mV. Entalpia swobodna to ΔG = −2 · 96 485,33212 · 1,07042 V = -206,56 kJ/mol. Przy Q = 0,1 napięcie rośnie do 1,12958 V; przy Q = 1 E = E° = 1,1 V.

Najczęściej zadawane pytania

Do czego służy równanie Nernsta?

Do obliczania napięć ogniw i potencjałów elektrod przy stężeniach innych niż stan standardowy 1 mol/L, np. dla pH, baterii czy elektrod jonoselektywnych.

Czym jest reguła 59 mV?

Przy 25 °C i jednym przeniesionym elektronie potencjał zmienia się o 59,16 mV przy każdej dziesięciokrotnej zmianie stężenia; dla n = 2 o połowę mniej.

Dlaczego temperatura musi być w kelwinach?

Bo w R·T występuje temperatura bezwzględna. Kalkulator dodaje 273,15 do wpisanych °C (25 °C daje 298,15 K).

Źródła i podstawa prawna

Stan na: · Zasady redakcyjne

Podobne narzędzia