Калькулятор уравнения Нернста

Уравнение Нернста при 25 °C

Полная форма уравнения Нернста: E = E° − (RT / nF) · ln(Q), где R это универсальная газовая постоянная, T температура в кельвинах, n число перенесённых электронов, а F постоянная Фарадея. При стандартной лабораторной температуре 25 °C (298,15 K) и переходе от натурального логарифма к десятичному предмножитель 2,303 · RT / F сводится примерно к 0,0592 В, что даёт удобную запись:

E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q)

• E°: стандартный потенциал ячейки (В), находится по таблице стандартных потенциалов восстановления как E°(катод) − E°(анод).
• n: число моль электронов, перенесённых в уравненной окислительно-восстановительной реакции.
• Q: реакционное частное, [продукты] / [реагенты] (чистые твёрдые вещества и жидкости не учитываются; для газов берутся парциальные давления в атм).

Разобранный пример

Возьмём элемент Даниэля, Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu, с E° = 1,10 В и n = 2. Пусть [Zn²⁺] = 1,0 M и [Cu²⁺] = 0,010 M, тогда Q = [Zn²⁺] / [Cu²⁺] = 1,0 / 0,010 = 100.

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

Разбавление раствора ионов меди снижает потенциал ячейки, ровно как и предсказывает принцип Ле Шателье.

Как Q смещает потенциал

Частые ошибки

• Неверное n. Сначала обязательно уравняйте окислительно-восстановительную реакцию: n это электроны, которые реально сокращаются между двумя полуреакциями, а не большее из двух чисел.
• Неправильно составленное Q. Исключите чистые твёрдые вещества и жидкости, используйте молярные концентрации для растворённых веществ и парциальные давления (атм) для газов.
• Допущение, что всегда 25 °C. Постоянная 0,0592 зависит от температуры. При другой температуре пересчитайте 2,303 · RT / F.
• Путаница со знаком. Положительное E означает, что реакция в записанном виде самопроизвольна (ΔG < 0); отрицательное E означает, что выгодна обратная реакция.