Calculator voor de nernstvergelijking
De nernstvergelijking geeft de werkelijke potentiaal van een elektrochemische cel wanneer de reactanten en producten niet in standaardconcentraties aanwezig zijn. Bij 25 °C luidt ze E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q), waarin E° de standaardcelpotentiaal is, n het aantal overgedragen elektronen en Q het reactiequotiënt. Vul de drie waarden in en deze calculator geeft de celpotentiaal E meteen in volt, zodat u ziet hoe een verandering in concentratie een redoxreactie richting spontaan verloop duwt of er juist vandaan.
Zo gebruikt u de calculator voor de nernstvergelijking
-
1
Voer E° en n in
Typ de standaardcelpotentiaal in volt en het aantal elektronen dat de gebalanceerde halfreacties overdragen.
-
2
Voer het reactiequotiënt Q in
Q is het product van de activiteiten van de producten gedeeld door dat van de reactanten op het beschouwde moment (Q = 1 bij standaardomstandigheden).
-
3
Lees de celpotentiaal E af
De calculator past E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q) toe en toont E in volt met vier decimalen.
De nernstvergelijking bij 25 °C
De volledige nernstvergelijking is E = E° − (RT / nF) · ln(Q), waarin R de gasconstante is, T de temperatuur in kelvin, n het aantal overgedragen elektronen en F de constante van Faraday. Bij de gebruikelijke labtemperatuur van 25 °C (298,15 K) en na omzetting van de natuurlijke logaritme naar de logaritme met grondtal 10 valt de voorfactor 2,303 · RT / F terug tot ongeveer 0,0592 V, wat de handige vorm oplevert:
E = E° − (0,0592 / n) · log10(Q)
- E°: de standaardcelpotentiaal (V), af te leiden uit een tabel met standaardreductiepotentialen als
E°(kathode) − E°(anode). - n: het aantal mol elektronen dat in de gebalanceerde redoxreactie wordt overgedragen.
- Q: het reactiequotiënt,
[producten] / [reactanten](zuivere vaste stoffen en vloeistoffen laat u weg; voor gassen gebruikt u partiële drukken in atm).
Uitgewerkt voorbeeld
Neem de daniellcel, Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu, met E° = 1,10 V en n = 2. Stel dat [Zn²⁺] = 1,0 M en [Cu²⁺] = 0,010 M, dan geldt Q = [Zn²⁺] / [Cu²⁺] = 1,0 / 0,010 = 100.
E = 1,10 − (0,0592 / 2) · log10(100) = 1,10 − 0,0296 · 2 ≈ 1,041 V
Het verdunnen van de koperionen verlaagt de celpotentiaal, precies zoals het principe van Le Chatelier voorspelt.
Hoe Q de potentiaal verschuift
| Reactiequotiënt Q | log10(Q) | Effect op E (ten opzichte van E°) |
|---|---|---|
| Q < 1 | negatief | E is hoger dan E° |
| Q = 1 | 0 | E is gelijk aan E° (standaardomstandigheden) |
| Q > 1 | positief | E is lager dan E° |
| Q = K (evenwicht) | log10(K) | E = 0 (geen netto drijvende kracht) |
Veelgemaakte fouten
- Verkeerde n. Balanceer eerst de redoxreactie:
nzijn de elektronen die daadwerkelijk tegen elkaar wegvallen tussen beide halfreacties, niet het grootste van de twee aantallen. - Q verkeerd opgesteld. Laat zuivere vaste stoffen en vloeistoffen weg, gebruik molaire concentraties voor opgeloste stoffen en partiële drukken (atm) voor gassen.
- Aannemen dat het altijd 25 °C is. De constante 0,0592 is temperatuurafhankelijk. Bij andere temperaturen berekent u
2,303 · RT / Fopnieuw. - Verwarring over het teken. Een positieve
Ebetekent dat de reactie zoals geschreven spontaan verloopt (ΔG < 0); een negatieveEbetekent dat de omgekeerde reactie de voorkeur heeft.
Veelgestelde vragen
De waarde 0,0592 V is 2,303 · RT / F berekend bij 25 °C (298,15 K) voor de vorm met de logaritme met grondtal 10. De vorm met de natuurlijke logaritme gebruikt RT / F ≈ 0,0257 V. Beide beschrijven dezelfde vergelijking; deze calculator gebruikt de vorm met grondtal 10 bij 25 °C.
Bij E = 0 heeft het systeem evenwicht bereikt (Q = K) en is er geen netto drijvende kracht meer, dus levert de cel geen bruikbare spanning. Dat is de toestand van een volledig lege batterij.
Balanceer de oxidatie- en reductiehalfreactie zo dat het aantal afgestane elektronen gelijk is aan het aantal opgenomen elektronen. Het gemeenschappelijke veelvoud aan elektronen dat tussen beide halfreacties wegvalt, is n.
Nee. De berekening gebeurt volledig in uw browser. De standaardpotentiaal, het aantal elektronen en het reactiequotiënt die u invult, worden nooit naar een server gestuurd of ergens bewaard.
Gerelateerde tools
Afrondingscalculator
Rond exacte decimalen af van 12 cijfers achter de komma tot biljoenen. Vergelijk half-even, van nul af, plafond, vloer en vier andere regels.
Baby percentiel berekenen
Voer de leeftijd, het geslacht en het gewicht van je baby in om een benaderende gewichtspercentielband en het referentiebereik voor die leeftijd te zien, vanaf de geboorte tot 24 maanden.
Rekenmachine voor capacitieve reactantie
Bereken de capacitieve reactantie Xc uit frequentie en capaciteit. Voer de frequentie in Hz en de capaciteit in µF in en krijg de reactantie direct in ohm (Ω).
Cilinderinhoud calculator
Bereken de cilinderinhoud van een motor op basis van boring, slag en aantal cilinders. Krijg de totale inhoud in cc, liters en kubieke inches plus het volume per cilinder direct in je browser.
Riemlengtecalculator
Bereken de exacte steek-, referentie- of effectieve lengte, of de hartafstand, uit twee referentiediameters van de poelies.
Gematria-calculator
Bereken de gematriawaarde van elk woord of elke zin in zes Engelse cijfers: Simple/Ordinal, Full Reduction, Reverse, Sumerian en Jewish/Latin.
Tool beschikbaar in andere talen
- Calculadora da equação de Nernst [PT]
- ネルンストの式計算ツール [JA]
- Kalkylator för Nernsts ekvation [SV]
- Máy tính phương trình Nernst [VI]
- حاسبة معادلة نرنست [AR]
- Rechner für die Nernst-Gleichung [DE]
- Calculadora de la ecuación de Nernst [ES]
- Calculateur de l'équation de Nernst [FR]
- เครื่องคำนวณสมการเนินสต์ [TH]
- 네른스트 식 계산기 [KO]
- Kalkulator Persamaan Nernst [ID]
- Kalkulator równania Nernsta [PL]
- Nernst Equation Calculator [EN]
- Calcolatore dell'equazione di Nernst [IT]
- Калькулятор уравнения Нернста [RU]
- Nernst Denklemi Hesaplayıcı [TR]
- 能斯特方程计算器 [ZH]