MolDraw › Alat kimia › Kalkulator Persamaan Nernst

Kalkulator Persamaan Nernst (Potensial Sel)

Singkatnya: Kalkulator persamaan Nernst: selesaikan E, E°, Q, atau n pada suhu berapa pun, dan pilih dua setengah sel dari tabel potensial reduksi standar untuk mendapatkan E°sel, ΔG°, dan K. Gratis, berjalan di peramban web Anda, dan tidak perlu diunduh.

Gunakan kalkulator atas untuk E = E° − (RT/nF) ln Q dengan satu besaran yang tidak diketahui. Gunakan penyusun sel untuk memilih katode dan anode dari 38 pasangan umum. Alat ini mencari E°sel, n, ΔG°, tetapan kesetimbangan K, dan, jika Anda memberikan Q, tegangan sel sebenarnya.

Jawaban singkat: E = E° − (0.0592/n) log Q pada 25 °C. Sel Daniell: E° = 0,34 − (−0,76) = 1,10 V, ΔG° = −212 kJ/mol, K ≈ 1,5 × 10³⁷. Dengan [Zn²⁺] = 0,10 M dan [Cu²⁺] = 1,0 M, E = 1,13 V.

E = E° − (RT/nF) ln Q. Isi tiga dari E, E°, n, dan Q, lalu biarkan satu kosong.

GGL sel dari dua setengah sel

Persamaan Nernst dan rumus terkait

E = E° − (RT / nF) ln Q pada 298,15 K: E = E° − (0.0592 / n) log₁₀ Q E°sel = E°katode − E°anode ΔG° = −nFE°sel ln K = nFE°sel / RT log K = nE° / 0.0592 (298 K)

R = 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹, F = 96485 C mol⁻¹, T dalam kelvin, dan n adalah jumlah elektron yang dipindahkan dalam reaksi setara. Q ditulis seperti ungkapan kesetimbangan, produk dibagi pereaksi. Abaikan padatan dan cairan murni. Gas dimasukkan sebagai tekanan parsial dalam bar.

Tanda E°selΔG°KPada kondisi standar
PositifNegatifLebih besar dari 1Spontan (sel galvani)
NolNol1Dalam kesetimbangan
NegatifPositifKurang dari 1Tidak spontan (perlu elektrolisis)

Sel konsentrasi

Kedua elektrode adalah logam yang sama, sehingga E° = 0. Tegangannya hanya berasal dari perbedaan konsentrasi. Untuk Cu | Cu²⁺ (0,010 M) || Cu²⁺ (1,0 M) | Cu, n = 2 dan Q = 0,010/1,0, sehingga E = 0 − (0.0592/2) log 0.010 = +0,0592 V. Sisi yang encer adalah anode.

Potensial reduksi standar (25 °C)

Setengah reaksiE° (V)
F₂ + 2e⁻ → 2F⁻+2.87
S₂O₈²⁻ + 2e⁻ → 2SO₄²⁻+2.01
H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O+1.78
MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O+1.51
Au³⁺ + 3e⁻ → Au+1.50
Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻+1.36
Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O+1.33
O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O+1.23
Br₂ + 2e⁻ → 2Br⁻+1.07
NO₃⁻ + 4H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O+0.96
Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg+0.85
Ag⁺ + e⁻ → Ag+0.80
Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺+0.77
I₂ + 2e⁻ → 2I⁻+0.54
Cu⁺ + e⁻ → Cu+0.52
O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻+0.40
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu+0.34
Hg₂Cl₂ + 2e⁻ → 2Hg + 2Cl⁻+0.27
AgCl + e⁻ → Ag + Cl⁻+0.22
Sn⁴⁺ + 2e⁻ → Sn²⁺+0.15
2H⁺ + 2e⁻ → H₂0.00
Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb−0.13
Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn−0.14
Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni−0.25
Co²⁺ + 2e⁻ → Co−0.28
Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd−0.40
Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe−0.44
Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr−0.74
Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn−0.76
2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻−0.83
Mn²⁺ + 2e⁻ → Mn−1.18
Al³⁺ + 3e⁻ → Al−1.66
Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg−2.37
Na⁺ + e⁻ → Na−2.71
Ca²⁺ + 2e⁻ → Ca−2.87
Ba²⁺ + 2e⁻ → Ba−2.91
K⁺ + e⁻ → K−2.93
Li⁺ + e⁻ → Li−3.04

Nilai umum di buku teks terhadap elektrode hidrogen standar, dibulatkan ke 0,01 V. Sumber berbeda sekitar 0,01 hingga 0,03 V untuk beberapa pasangan (misalnya Cr₂O₇²⁻/Cr³⁺ tercantum 1,33 atau 1,36 V, dan Au³⁺/Au 1,50 atau 1,52 V).

Contoh soal

Sel Daniell

Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu. E° = 0.34 − (−0.76) = 1.10 V, n = 2.

ΔG° = −2 × 96485 × 1.10 = −212 kJ/mol. log K = 2 × 1.10 / 0.0592 = 37.2.

E° = 1,10 V, ΔG° = −212 kJ/mol, K ≈ 1,5 × 10³⁷

Sel Daniell nonstandar

[Zn²⁺] = 0,10 M, [Cu²⁺] = 1,0 M. Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] = 0,10.

E = 1.10 − (0.0592/2) log 0.10 = 1.10 + 0.0296

E = 1,13 V

Sel Mg | Cu gaya NCERT

Mg | Mg²⁺ (0,001 M) || Cu²⁺ (0,0001 M) | Cu. E° = 0.34 − (−2.37) = 2.71 V.

Q = 0.001/0.0001 = 10. E = 2.71 − (0.0592/2) log 10

E = 2,68 V

Elektrode hidrogen pada pH 10

2H⁺ + 2e⁻ → H₂, E° = 0, P(H₂) = 1 bar. Q = 1/[H⁺]² = 10²⁰.

E = 0 − (0.0592/2) × 20 = −0.0592 × pH

E = −0,592 V

Tetapan kesetimbangan (gaya JEE)

Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag. E° = 0.80 − 0.34 = 0.46 V, n = 2.

log K = 2 × 0.46 / 0.0592 = 15.5

K ≈ 3,6 × 10¹⁵

Permanganat mengoksidasi Fe²⁺

MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5Fe²⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O. E° = 1.51 − 0.77.

n = 5 (setengah reaksi Fe dikali 5, tetapi E° tidak).

E° = +0,74 V, spontan

Satuan dan kesalahan umum

Menggambar sel elektrokimia? MolDraw memiliki alat gelas laboratorium dan alat struktur untuk diagram, skema reaksi, dan catatan. Gratis dan online.

Buka editor MolDraw

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa itu persamaan Nernst?

E = E° − (RT/nF) ln Q. Persamaan ini memberikan potensial elektrode atau sel ketika konsentrasi tidak 1 M. Pada 25 °C persamaannya menjadi E = E° − (0.0592/n) log Q.

Bagaimana cara menghitung potensial sel standar?

Cari kedua potensial reduksi standar dan gunakan E°sel = E°katode − E°anode. Untuk sel Daniell, 0.34 − (−0.76) = 1.10 V. Nilai positif berarti reaksi sel berlangsung spontan.

Dari mana asal angka 0,0592?

Angka itu adalah 2,303RT/F pada 298,15 K: 2.303 × 8.314 × 298.15 / 96485 = 0.0592 V. Nilainya berubah terhadap suhu, jadi gunakan bentuk RT/F lengkap jika suhunya bukan 25 °C.

Bagaimana hubungan E°, ΔG°, dan K?

ΔG° = −nFE° dan ΔG° = −RT ln K, sehingga ln K = nFE°/RT. E° positif menghasilkan ΔG° negatif dan K lebih besar dari 1.

Apa itu sel konsentrasi?

Sel dengan elektrode dan ion yang sama di kedua sisi tetapi konsentrasinya berbeda. E° = 0, sehingga E = −(0.0592/n) log(encer/pekat). Elektron mengalir hingga konsentrasinya sama.

Apa yang terjadi pada E saat sel bekerja?

Produk bertambah dan pereaksi terpakai, sehingga Q naik dan E turun. Saat E mencapai nol, Q sama dengan K dan sel habis (dalam kesetimbangan).

Apa itu n dalam persamaan Nernst?

Jumlah mol elektron yang dipindahkan per mol reaksi sebagaimana ditulis. Nilainya harus sesuai dengan persamaan total yang setara, misalnya n = 2 untuk Zn + Cu²⁺ dan n = 5 untuk MnO₄⁻ yang mengoksidasi Fe²⁺.

Alat kimia terkait

Terakhir diperbarui: