Уравнение Нернста

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Уравнение Нернста — уравнение, связывающее окислительно-восстановительный потенциал системы с активностями веществ, входящих в электрохимическое уравнение, и стандартными электродными потенциалами окислительно-восстановительных пар. Было выведено немецким физико-химиком Вальтером Нернстом[1].

Вывод уравнения Нернста[править | править вики-текст]

Нернст изучал поведение электролитов при пропускании электрического тока и открыл закон. Закон устанавливает зависимость между электродвижущей силой ( разностью потенциалов ) и ионной концентрацией. Уравнение Нернста позволяет предсказать максимальный рабочий потенциал, который может быть получен в результате электрохимического взаимодействия, когда известны давление и температура. Таким образом, этот закон связывает термодинамику с электрохимической теорией в области решения проблем, касающихся сильно разбавленных растворов.

, где

Если в формулу Нернста подставить числовые значения констант и и перейти от натуральных логарифмов к десятичным, то при получим

Связь уравнения Нернста с константой равновесия[править | править вики-текст]

Рассмотрим следующие реакции:

Для реакции а:

Для реакции b:

При установившемся равновесии окислительные потенциалы обеих систем равны E' = E, или:


откуда:

На основании уравнения:

или:

,

следовательно Kox/red равна:

.

Рассмотрим вычисление Kox/red на примере полуреакции:

В ходе реакции протекают два ОВ-процесса — восстановление перманганат иона и окисление иона Fe3+ по уравнениям:

Количество электронов, принимающих участие в полуреакции 5, т.е. n = 5; стандартные потенциалы для участников полуреакции:

.

Находим К по уравнению:

.

Следовательно

[2].

Литература[править | править вики-текст]

  • Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. — пер. с чеш.. — М., 1977.
  • Дамаскин Б. Б., Петрий О.А. Основы теоретической электрохимии. — М., 1978.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Wahl (2005). «A Short History of Electrochemistry». Galvanotechtnik 96 (8): 1820–1828.
  2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. — М.: Химия, 1971. — Т. 2. — С. 222-226. — 456 с. — 80 000 экз.