Softonic

Kalkulator równania Nernsta

Krok 1 / 3 Potencjał ogniwa (E)
Dalej

Równanie Nernsta podaje rzeczywisty potencjał ogniwa elektrochemicznego wtedy, gdy substraty i produkty nie znajdują się w stężeniach standardowych. W 25 °C ma ono postać E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q), gdzie E° to standardowy potencjał ogniwa, n to liczba wymienianych elektronów, a Q to iloraz reakcji. Wpisz trzy wartości, a kalkulator natychmiast poda potencjał ogniwa E w woltach, dzięki czemu zobaczysz, jak zmiana stężeń przesuwa reakcję redoks w stronę samorzutności albo od niej.

Jak korzystać z kalkulatora równania Nernsta

  1. 1

    Wpisz E° i n

    Podaj standardowy potencjał ogniwa w woltach oraz liczbę elektronów wymienianych w uzgodnionych reakcjach połówkowych.

  2. 2

    Wpisz iloraz reakcji Q

    Q to iloczyn aktywności produktów podzielony przez iloczyn aktywności substratów w rozpatrywanej chwili (w warunkach standardowych Q = 1).

  3. 3

    Odczytaj potencjał ogniwa E

    Kalkulator stosuje wzór E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q) i pokazuje E w woltach z dokładnością do czterech miejsc po przecinku.

Równanie Nernsta w 25 °C

Pełna postać równania Nernsta to E = E° − (RT / nF) · ln(Q), gdzie R jest stałą gazową, T temperaturą w kelwinach, n liczbą wymienianych elektronów, a F stałą Faradaya. W standardowej temperaturze laboratoryjnej 25 °C (298,15 K), po przejściu z logarytmu naturalnego na logarytm dziesiętny, współczynnik 2,303 · RT / F redukuje się do około 0,0592 V, co daje wygodną postać:

E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q)

  • E°: standardowy potencjał ogniwa (V), wyznaczany z tabeli standardowych potencjałów redukcji jako E°(katoda) − E°(anoda).
  • n: liczba moli elektronów wymienianych w uzgodnionej reakcji redoks.
  • Q: iloraz reakcji, [produkty] / [substraty] (czystych ciał stałych i cieczy się nie uwzględnia; dla gazów stosuje się ciśnienia cząstkowe w atm).

Przykład z rozwiązaniem

Weźmy ogniwo Daniella, Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu, dla którego E° = 1,10 V oraz n = 2. Załóżmy, że [Zn²⁺] = 1,0 M i [Cu²⁺] = 0,010 M, czyli Q = [Zn²⁺] / [Cu²⁺] = 1,0 / 0,010 = 100.

E = 1,10 − (0,0592 / 2) · log10(100) = 1,10 − 0,0296 · 2 ≈ 1,041 V

Rozcieńczenie jonów miedzi obniża potencjał ogniwa, dokładnie tak, jak przewiduje reguła przekory Le Chateliera.

Jak Q przesuwa potencjał

Iloraz reakcji Q log10(Q) Wpływ na E (w porównaniu z E°)
Q < 1 ujemny E jest wyższe niż E°
Q = 1 0 E równa się E° (warunki standardowe)
Q > 1 dodatni E jest niższe niż E°
Q = K (równowaga) log10(K) E = 0 (brak wypadkowej siły napędowej)

Najczęstsze błędy

  • Błędne n. Najpierw uzgodnij reakcję redoks: n to elektrony, które faktycznie skracają się między dwiema reakcjami połówkowymi, a nie większa z dwóch liczb.
  • Źle zbudowane Q. Pomiń czyste ciała stałe i ciecze, dla substancji rozpuszczonych użyj stężeń molowych, a dla gazów ciśnień cząstkowych (atm).
  • Założenie 25 °C. Stała 0,0592 zależy od temperatury. W innych temperaturach przelicz 2,303 · RT / F.
  • Pomyłka ze znakiem. Dodatnie E oznacza, że reakcja w zapisanym kierunku jest samorzutna (ΔG < 0); ujemne E oznacza, że uprzywilejowana jest reakcja odwrotna.

Najczęściej zadawane pytania

Wartość 0,0592 V to 2,303 · RT / F obliczone w 25 °C (298,15 K) dla postaci z logarytmem dziesiętnym. Postać z logarytmem naturalnym korzysta z RT / F ≈ 0,0257 V. Obie opisują to samo równanie; ten kalkulator używa postaci z logarytmem dziesiętnym w 25 °C.

Gdy E = 0, układ osiągnął stan równowagi (Q = K) i nie ma już wypadkowej siły napędowej, więc ogniwo nie dostarcza użytecznego napięcia. Tak wygląda całkowicie rozładowana bateria.

Uzgodnij reakcje połówkowe utleniania i redukcji tak, aby liczba elektronów oddanych była równa liczbie elektronów pobranych. Wspólna wielokrotność elektronów, która skraca się między obiema reakcjami połówkowymi, to właśnie n.

Nie. Obliczenia wykonują się w całości w Twojej przeglądarce. Wpisany potencjał standardowy, liczba elektronów i iloraz reakcji nigdy nie trafiają na serwer ani nigdzie nie są zapisywane.

Powiązane narzędzia

Kalkulator numerologii imienia i nazwiska

Oblicz liczbę przeznaczenia i liczbę ekspresji z pełnego imienia i nazwiska metodą numerologii pitagorejskiej, wraz z krótką interpretacją osobowości.

Kalkulator wysokości gęstościowej

Oblicz wysokość gęstościową z wysokości ciśnieniowej i temperatury powietrza zewnętrznego. Natychmiastowy wynik w stopach oraz temperatura standardowa ISA, do bezpiecznego planowania startu i wznoszenia.

Kalkulator całki potrójnej

Przybliżaj oznaczone całki potrójne dla liczbowych granic x, y i z metodą punktu środkowego w przeglądarce.

Kalkulator pola widzenia kamery

Oblicz poziomy, pionowy i przekątny kąt widzenia oraz rozmiar sceny na podstawie matrycy, ogniskowej i odległości.

Kalkulator obudowy subwoofera

Oblicz objętość brutto i netto obudowy, odejmij głośnik, wzmocnienia, terminal i tunel albo wyznacz jeden wymiar zewnętrzny.

Kalkulator okręgu podziałowego otworów

Oblicz PCD, podziałkę kątową i dokładne współrzędne X/Y równomiernie rozmieszczonych otworów, z obrotem, przesunięciem i eksportem CSV.

Narzędzie jest dostępne w innych językach