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.
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 işareti | ΔG° | K | Standart koşullarda |
|---|---|---|---|
| Pozitif | Negatif | 1’den büyük | İstemli (galvanik pil) |
| Sıfır | Sıfır | 1 | Dengede |
| Negatif | Pozitif | 1’den küçük | İstemsiz (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 tepkime | 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 |
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
- E°'yi asla stokiyometrik katsayılarla çarpmayın. E° şiddet özelliğidir. Bir yarı tepkimeyi 5 ile çarpmak E°'sini değiştirmez.
- İndirgenme potansiyellerini çıkarın. E°pil = E°katot − E°anot; iki değeri de tablodaki indirgenme potansiyelleri olarak kullanın. Ayrıca anodun işaretini de çevirmeyin.
- n’yi denkleştirilmiş denklemden alın. Al | Cu²⁺ için n = 6 (2Al → 2Al³⁺ + 6e⁻).
- log mu ln mi? 0,0592/n, log₁₀ ile kullanılır. RT/nF (25 °C’de 0,02569/n V) ln ile kullanılır.
- 0,0592 V yalnızca 25 °C’de geçerlidir. Diğer sıcaklıklarda 2,303RT/F kullanın. 37 °C’de 0,0615 V’tur.
- Q, ürünler bölü girenlerdir. Zn(s) ve Cu(s) gibi katıları dahil etmeyin. Bir pil için yarı tepkimeyi değil, toplam tepkimeyi kullanın.
- Kelvin ve joule. T K cinsinden; ΔG = −nFE J/mol verir; kJ/mol için 1000’e bölün.
Elektrokimyasal pil mi çiziyorsunuz? MolDraw’da diyagramlar, tepkime şemaları ve notlar için laboratuvar düzeneği ve yapı araçları vardır. Ücretsiz ve çevrimiçidir.
MolDraw editörünü açSıkça 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: