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.
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°sel | ΔG° | K | Pada kondisi standar |
|---|---|---|---|
| Positif | Negatif | Lebih besar dari 1 | Spontan (sel galvani) |
| Nol | Nol | 1 | Dalam kesetimbangan |
| Negatif | Positif | Kurang dari 1 | Tidak 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 reaksi | E° (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⁻ → H₂ | 0.00 |
| 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
- Jangan pernah mengalikan E° dengan koefisien stoikiometri. E° bersifat intensif. Mengalikan setengah reaksi dengan 5 tidak mengubah E°-nya.
- Kurangkan potensial reduksi. E°sel = E°katode − E°anode, dengan kedua nilai berupa potensial reduksi dari tabel. Jangan membalik tanda anode lagi.
- Ambil n dari persamaan setara. Untuk Al | Cu²⁺, n = 6 (2Al → 2Al³⁺ + 6e⁻).
- log atau ln. 0,0592/n dipakai dengan log₁₀. RT/nF (0,02569/n V pada 25 °C) dipakai dengan ln.
- 0,0592 V hanya pada 25 °C. Pada suhu lain gunakan 2,303RT/F. Pada 37 °C nilainya 0,0615 V.
- Q adalah produk dibagi pereaksi. Abaikan padatan seperti Zn(s) dan Cu(s). Untuk sel, gunakan reaksi total, bukan setengah reaksi.
- Kelvin dan joule. T dalam K, ΔG = −nFE menghasilkan J/mol; bagi 1000 untuk kJ/mol.
Menggambar sel elektrokimia? MolDraw memiliki alat gelas laboratorium dan alat struktur untuk diagram, skema reaksi, dan catatan. Gratis dan online.
Buka editor MolDrawPertanyaan 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: