Vad betyder Nerst-ekvationen?
Nernst-ekvationen används för att bestämma spänningen (cellpotential) för en elektrokemisk cell eller för att hitta koncentrationen av en av komponenterna i cell.
Nernst-ekvationen representeras som:
Ecell = E0cell – (RT/nF) ln (Q)
Där:
Ecell = cellpotential under icke-standardiserade förhållanden (V)
E0cell = cellpotential under standardförhållanden, 298 K (25°) och 1 atm tryck
R = gaskonstant, vilket är 8,31 (volt-coulomb)/(mol-K)
T = temperatur (K)
n = antal mol elektroner utbytta i den elektrokemiska reaktionen (mol)
F = Faradays konstant, 96500 coulombs/mol
Q = reaktionskvot, en funktion av aktiviteterna eller koncentrationerna av de kemiska arterna som är involverade i en kemikalie reaktion
Kunskaper.se förklarar Nersts ekvation
Nernsts ekvation härleds från elektromotorisk kraft och Gibbs energi under icke-standardiserade förhållanden.
Eo = Eo-reduktion – Eo-oxidation
Eftersom förändringen i Gibbs fria energi (∆G) också är relaterad till en reaktions spontanitet är ∆G och E relaterade. Specifikt:
∆G = -n FE
Där, n är antalet elektroner som överförs i reaktionen, F är Faraday-konstant (96500 C/mol) och E är cellpotentialskillnad. Under standardförhållanden av -298 K (25°) och 1 atm tryck.
Ovanstående ekvation skrivs då som: ∆Go = -n F Eo
Från termodynamiken: ∆G = ∆Go + RT ln (Q)
Ersätter ∆G = -n FE och ∆Go = -n F Eo i ovanstående ekvationer, då: -nFE = -nFEo +RT ln (Q)
Dividera båda sidor av ekvationen ovan med -n F. Då har vi:
Ecell = Eocell -RT/nF ln (Q)
