Открыть главное меню

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].

Содержание

Вывод уравнения НернстаПравить

Нернст изучал поведение электролитов при пропускании электрического тока и открыл закон, устанавливающий 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 равновесияПравить

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:

 .

Пример расчета константы равновесияПравить

Рассмотрим вычисление константы равновесия окислительно-восстановительных реакций — Kox/red на примере окислительно-восстановительной реакции:

 

В ходе реакции протекают две полуреакции — восстановление перманганат иона и окисление иона Fe2+ по уравнениям:

 
 

Количество электронов, принимающих участие в полуреакции 5, то есть n = 5; стандартные потенциалы для участников полуреакции:

 
 .

Находим   по уравнению:

 .

Следовательно

 [2].

ЛитератураПравить

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

ПримечанияПравить

  1. Wahl. A Short History of Electrochemistry (неопр.) // Galvanotechtnik. — 2005. — Т. 96, № 8. — С. 1820—1828.
  2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. — М.: Химия, 1971. — Т. 2. — С. 222-226. — 456 с. — 80 000 экз.