Нернстова једначина
From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Нернстова једначина је једначина за електродни потенцијал и користи се у електрохемији. До овог израза први је дошао немачки нобеловац, Валтер Нернст, по коме је и добила име. За општи случај полуреакције оксидо-редукције:

Нернстова једначина има облик:
где је
- Е – електродни потенцијал
- Е° – стандардни електродни потенцијал
- R – универзална гасна константа (8,314 J K−1 mol−1)
- T – термодинамичка температура (изражена у Kелвинима)
- z – број размењених електрона у горенаведеној реакцији оксидо-редукције
- F – Фарадејева константа (96 485 C mol-1)
- aox, ared – активитети оксиданса и редуктора у раствору
Remove ads
Нернстова једначина при нормалним условима
Пребацивањем из природног (ln) у декадни логаритам (log), разломак се множи са 2,303, што даље се формулише као:
При нормалним условима од 25 °C (298 К) и атмосферском притиску од 1 atm, Нернстова једначина узима скраћен, врло често коришћен облик:
где је z број размењених електрона у реакцији оксидо-редукције.
Remove ads
Извођење Нернстове једначине

До Нернстове једначине се уобичајено долази на два начина. Извођењем на основу Нернстове осмотске теорије преко осмотских притисака и термодинамичким извођењем преко хемијских и електрохемијских потенцијала, што је и приказано у наставку.
За реверзибилну и изотермску хемијску реакцију у којој се размењују zF кулона наелектрисања општег облика:
слободна Гибсова енергија при константној температури и притиску износи:
при чему је електромоторна сила електрохемијског система при истим условима:
Израз који повезује слободну Гибсову енергију и хемијски потенцијал
Одакле следи да стандардна електромоторна сила електрохемијског система износи:
док електромоторна сила равнотежног електрохемијског система износи:
Знајући математичка логаритамска правила, знак испред природног логаритма може се заменити реципрочном вредношћу разломка, при чему се добија класични облик Нернстове једначине:
Remove ads
Стандардни електродни потенцијал
Будући да је немогуће одредити апсолутну вредност електродног потенцијала, користе се референтне електроде у односу на које се мери и упоређује потенцијал других електрода.
Постоје две скале које се највише користе у хемији, релативна водонична скала потенцијала (приказана у табели) коју је поставио Валтер Нернст и скала апсолутних потенцијала. Њен креатор је Оствалд и она је нешто мање у употреби. Нернстова релативна водонична скала потенцијала је, после Периодног система елемената, најбоља класификација елемената. Почетна премиса је да је електродни потенцијал водоничне електроде, где атомски водоник настаје дисоцијацијом молекулског водоника, износи нула. У односу на ту електроду, мери се разлика потенцијала свих осталих елемената. Игром случаја, водоник се на тој скали налази приближно на средини.
Помоћу релативне водоничне скале потенцијала се може:
- предвидети смер слободног тока хемијске реакције при стандардним условима
- одредити вредности стандардне електромоторне силе и других термодинамичких величина који из ње произилазе (слободна енергија, ентропија, енталпија...)
- одредити стандардни електродни потенцијал у нестандардним условима
- предвидети редослед електролитичког разлагања компоненти у раствору.
Стандардни електродни потенцијал је константа карактеристична за посматрани редокс-пар, која представља електродни потенцијал Е када су активитети оксиданса и редуктора једнаки јединици.
Remove ads
Види још
- Редокс-потенцијал
- Галвански елемент
- Валтер Нернст
- Нернстова осмотска теорија
- Електрохемија
Напомене
- Not specified in the indicated reference, but assumed due to the difference between the value −0.454 and that computed by (2×(−0.499) + (−0.508))/3 = −0.502, exactly matching the difference between the values for white (−0.063) and red (−0.111) phosphorus in equilibrium with PH3.
Референце
Спољашње везе
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads