Kalkylator för Nernsts ekvation

Nernsts ekvation vid 25 °C

Den fullständiga formen av Nernsts ekvation är E = E° − (RT / nF) · ln(Q), där R är gaskonstanten, T temperaturen i kelvin, n antalet överförda elektroner och F Faradays konstant. Vid den vanliga laboratorietemperaturen 25 °C (298,15 K), och när den naturliga logaritmen skrivs om till tiologaritm, krymper faktorn 2,303 · RT / F till ungefär 0,0592 V, vilket ger den bekväma formen:

E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q)

• E°: standardcellpotentialen (V), som tas fram ur en tabell över standardreduktionspotentialer som E°(katod) − E°(anod).
• n: antalet mol elektroner som överförs i den balanserade redoxreaktionen.
• Q: reaktionskvoten, [produkter] / [reaktanter] (rena fasta ämnen och vätskor utelämnas; för gaser används partialtryck i atm).

Genomräknat exempel

Ta Daniellcellen, Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu, med E° = 1,10 V och n = 2. Anta att [Zn²⁺] = 1,0 M och [Cu²⁺] = 0,010 M, alltså Q = [Zn²⁺] / [Cu²⁺] = 1,0 / 0,010 = 100.

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

Att späda kopparjonerna sänker cellpotentialen, precis som Le Chateliers princip förutsäger.

Så flyttar Q potentialen

Vanliga fallgropar

• Fel n. Balansera alltid redoxreaktionen först. n är de elektroner som faktiskt tar ut varandra mellan de två halvreaktionerna, inte det största av de två talen.
• Felaktigt uppställt Q. Utelämna rena fasta ämnen och vätskor, använd molar koncentration för lösta ämnen och partialtryck (atm) för gaser.
• Att anta 25 °C. Konstanten 0,0592 är temperaturberoende. Vid andra temperaturer måste 2,303 · RT / F räknas om.
• Teckenförvirring. Ett positivt E betyder att reaktionen som den är skriven sker spontant (ΔG < 0); ett negativt E betyder att den omvända reaktionen gynnas.