MolDraw › Kimya araçları › Nernst Denklemi Hesaplayıcı

Nernst Denklemi Hesaplayıcı (Pil Potansiyeli)

Kısaca: Nernst denklemi hesaplayıcı: her sıcaklıkta E, E°, Q veya n’yi çözün; E°pil, ΔG° ve K’yi bulmak için standart indirgenme potansiyelleri tablosundan iki yarı pil seçin. Ücretsizdir, web tarayıcınızda çalışır ve indirme gerektirmez.

Herhangi bir bilinmeyenle E = E° − (RT/nF) ln Q için üstteki hesaplayıcıyı kullanın. 38 yaygın çift arasından bir katot ve bir anot seçmek için pil oluşturucuyu kullanın. E°pil, n, ΔG°, denge sabiti K ve Q verirseniz gerçek pil gerilimini bulur.

Kısa yanıt: 25 °C’de E = E° − (0,0592/n) log Q. Daniell pili: E° = 0,34 − (−0,76) = 1,10 V, ΔG° = −212 kJ/mol, K ≈ 1,5 × 10³⁷. [Zn²⁺] = 0,10 M ve [Cu²⁺] = 1,0 M ile E = 1,13 V.

E = E° − (RT/nF) ln Q. E, E°, n ve Q’dan üçünü girin, birini boş bırakın.

İki yarı pilden pil EMK’sı

Nernst denklemi ve ilgili formüller

E = E° − (RT / nF) ln Q 298,15 K’de: E = E° − (0,0592 / n) log₁₀ Q E°pil = E°katot − E°anot ΔG° = −nFE°pil ln K = nFE°pil / RT log K = nE° / 0,0592 (298 K)

R = 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹, F = 96485 C mol⁻¹, T kelvin cinsindendir ve n denkleştirilmiş tepkimede aktarılan elektron sayısıdır. Q, bir denge ifadesi gibi ürünler bölü girenler olarak yazılır. Saf katıları ve sıvıları dahil etmeyin. Gazlar bar cinsinden kısmi basınç olarak girer.

E°pil’in işaretiΔG°KStandart koşullarda
PozitifNegatif1’den büyükİstemli (galvanik pil)
SıfırSıfır1Dengede
NegatifPozitif1’den küçükİstemsiz (elektroliz gerekir)

Derişim pilleri

İki elektrot da aynı metaldir, bu yüzden E° = 0’dır. Gerilim yalnızca derişim farkından gelir. Cu | Cu²⁺ (0,010 M) || Cu²⁺ (1,0 M) | Cu için n = 2 ve Q = 0,010/1,0, yani E = 0 − (0,0592/2) log 0,010 = +0,0592 V. Seyreltik taraf anottur.

Standart indirgenme potansiyelleri (25 °C)

Yarı tepkimeE° (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

Standart hidrojen elektrotuna karşı yaygın ders kitabı değerleri, 0,01 V’a yuvarlanmış. Bazı çiftler için kaynaklar yaklaşık 0,01–0,03 V farklılık gösterir (örneğin Cr₂O₇²⁻/Cr³⁺ 1,33 veya 1,36 V, Au³⁺/Au 1,50 veya 1,52 V olarak verilir).

Çözümlü örnekler

Daniell pili

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

Standart olmayan Daniell pili

[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

NCERT tarzı Mg | Cu pili

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

pH 10’da hidrojen elektrotu

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

Denge sabiti (JEE tarzı)

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 Fe²⁺'yi yükseltger

MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5Fe²⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O. E° = 1,51 − 0,77.

n = 5 (Fe yarı tepkimesi 5 ile çarpılır, ancak E° çarpılmaz).

E° = +0,74 V, istemli

Birimler ve sık yapılan hatalar

Elektrokimyasal pil mi çiziyorsunuz? MolDraw’da diyagramlar, tepkime şemaları ve notlar için laboratuvar düzeneği ve yapı araçları vardır. Ücretsiz ve çevrimiçidir.

MolDraw editörünü aç

Sıkça sorulan sorular

Nernst denklemi nedir?

E = E° − (RT/nF) ln Q. Derişimler 1 M olmadığında bir elektrotun veya pilin potansiyelini verir. 25 °C’de E = E° − (0,0592/n) log Q olur.

Standart pil potansiyelini nasıl hesaplarım?

İki standart indirgenme potansiyelini bulun ve E°pil = E°katot − E°anot bağıntısını kullanın. Daniell pili için 0,34 − (−0,76) = 1,10 V. Pozitif değer pil tepkimesinin istemli olduğunu gösterir.

0,0592 nereden gelir?

298,15 K’de 2,303RT/F’dir: 2,303 × 8,314 × 298,15 / 96485 = 0,0592 V. Sıcaklıkla değişir, bu yüzden 25 °C dışında tam RT/F biçimini kullanın.

E°, ΔG° ve K nasıl ilişkilidir?

ΔG° = −nFE° ve ΔG° = −RT ln K, dolayısıyla ln K = nFE°/RT. Pozitif E° negatif ΔG° ve 1’den büyük K verir.

Derişim pili nedir?

İki tarafında aynı elektrot ve iyonun farklı derişimlerde bulunduğu bir pildir. E° = 0, yani E = −(0,0592/n) log(seyreltik/derişik). Elektronlar derişimler eşitlenene kadar akar.

Pil çalıştıkça E’ye ne olur?

Ürünler birikir ve girenler tükenir, bu yüzden Q artar ve E düşer. E sıfıra ulaştığında Q, K’ye eşit olur ve pil biter (dengededir).

Nernst denklemindeki n nedir?

Yazıldığı şekliyle tepkimenin molü başına aktarılan elektronların mol sayısıdır. Denkleştirilmiş toplam denklemle uyumlu olmalıdır; örneğin Zn + Cu²⁺ için n = 2, MnO₄⁻'ün Fe²⁺'yi yükseltgemesi için n = 5.

İlgili kimya araçları

Son güncelleme: