नर्न्स्ट समीकरण कैलकुलेटर क्या है?
यह कैलकुलेटर किसी वैद्युतरासायनिक (electrochemical) या सांद्रता सेल (concentration cell) का सेल विभव — यानी विद्युतवाहक बल (EMF) — नर्न्स्ट समीकरण की मदद से 25°C (298.15 K) पर निकालता है। जब सांद्रताएँ मानक स्थितियों से हटती हैं, तो सेल का वास्तविक वोल्टेज मानक विभव से कितना भिन्न हो जाता है, यह आपको यहीं पता चल जाता है।
इसका उपयोग कैसे करें
तीन मान दर्ज करें: वोल्ट में मानक सेल विभव E°, संतुलित अभिक्रिया में स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या (\(n\)), और अभिक्रिया भागफल \(Q\) (उत्पादों व अभिकारकों की सक्रियताओं का अनुपात)। यह टूल आपको सेल विभव \(E\) के साथ-साथ \(\log(Q)\) और नर्न्स्ट सुधार पद भी देता है, ताकि आप ठीक-ठीक देख सकें कि वोल्टेज किस दिशा में और कितना बदल रहा है।
सूत्र की व्याख्या
25°C पर नर्न्स्ट समीकरण सरल होकर बन जाता है: $$E = \text{E}^\circ - \frac{0.0592}{\text{n}} \log_{10}\!\left(\text{Q}\right)$$ यहाँ स्थिरांक 0.0592 V असल में 298.15 K पर \((RT/F)\cdot\ln(10)\) का मान है। जब \(Q = 1\) हो, तो \(\log Q = 0\) हो जाता है और \(E\) बराबर E° रहता है। जब उत्पाद बढ़ते हैं (\(Q\) एक से अधिक), तो यह पद धनात्मक होता है और वोल्टेज घट जाता है; जब अभिकारक हावी होते हैं (\(Q\) एक से कम), तो यह पद ऋणात्मक होता है और वोल्टेज बढ़ जाता है।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए \(E^\circ = 1.10\) V, \(n = 2\) और \(Q = 10\) है। तब \(\log Q = 1\) होगा, इसलिए सुधार पद $$\frac{0.0592}{2}\cdot 1 = 0.0296 \text{ V}$$ अब सेल विभव होगा $$E = 1.10 - 0.0296 = 1.0704 \text{ V}$$ ज़्यादा अभिक्रिया भागफल वोल्टेज को थोड़ा घटा देता है — ठीक वैसे ही जैसा ली-शातेलिए (Le Chatelier) सिद्धांत के आधार पर अंदाज़ा लगाया जा सकता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
0.0592 ही क्यों, 0.0257 क्यों नहीं? 0.0592 वाला गुणक आधार-10 ल␏घुगणक (log) के साथ प्रयोग होता है, जबकि 0.0257 V प्राकृतिक लघुगणक (ln) के साथ इस्तेमाल होने वाला \(RT/F\) है। यह कैलकुलेटर log वाले रूप का उपयोग करता है।
अगर E° शून्य हो तो? सांद्रता सेल में दोनों इलेक्ट्रोड एक जैसे होते हैं, इसलिए \(E^\circ = 0\) होता है और पूरा वोल्टेज केवल \(-\frac{0.0592}{\text{n}}\log Q\) पद से आता है, जो सांद्रता के अंतर के कारण उत्पन्न होता है।
क्या तापमान मायने रखता है? हाँ। स्थिरांक 0.0592 केवल 25°C पर सही है। अन्य तापमानों के लिए उस नए तापमान पर \((RT/F)\cdot\ln(10)\) दोबारा निकालना होगा।
