Nernst Denklemi Hesaplayıcı Nedir?
Bu hesaplayıcı, bir elektrokimyasal hücrenin veya derişim hücresinin hücre potansiyelini (elektromotor kuvvet, yani EMK) 25°C'de (298,15 K) Nernst denklemini kullanarak bulur. Derişimler standart koşullardan uzaklaştığında gerçek hücre geriliminin standart potansiyelden ne kadar farklılaştığını gösterir.
Nasıl Kullanılır?
Üç değer girmeniz yeterli: volt cinsinden standart hücre potansiyeli E°, denkleştirilmiş tepkimede aktarılan elektron sayısı \(n\) ve tepkime oranı \(Q\) (ürün ile reaktif aktivitelerinin oranı). Araç size hücre potansiyeli \(E\) değerini, ayrıca \(\log(Q)\) ile Nernst düzeltme terimini de verir; böylece gerilimin tam olarak nasıl değiştiğini görebilirsiniz.
Formülün Açıklaması
25°C'de Nernst denklemi şu sade biçime indirgenir:
$$E = \text{E}^\circ - \frac{0{,}0592}{\text{n}} \log_{10}\!\left(\text{Q}\right)$$Buradaki 0,0592 V sabiti, 298,15 K'de hesaplanan \((RT/F)\cdot\ln(10)\) ifadesinden gelir. \(Q = 1\) olduğunda \(\log Q = 0\) olur ve \(E\), E°'ye eşittir. Ürünler biriktiğinde (\(Q\) 1'den büyük) terim pozitiftir ve gerilim düşer; reaktifler baskın olduğunda (\(Q\) 1'den küçük) terim negatiftir ve gerilim yükselir.
Örnek Çözüm
Diyelim ki \(E^\circ = 1{,}10\ \text{V}\), \(n = 2\) ve \(Q = 10\). O hâlde \(\log Q = 1\) olur, yani düzeltme terimi
$$\frac{0{,}0592}{2} \cdot 1 = 0{,}0296\ \text{V}$$Hücre potansiyeli
$$E = 1{,}10 - 0{,}0296 = 1{,}0704\ \text{V}$$olarak bulunur. Daha yüksek tepkime oranı gerilimi bir miktar düşürür; tıpkı Le Chatelier ilkesinin sezdirdiği gibi.
Sıkça Sorulan Sorular
Neden 0,0592, peki neden 0,0257 değil? 0,0592 katsayısı 10 tabanlı logaritma (\(\log\)) ile kullanılır; 0,0257 V ise doğal logaritma (\(\ln\)) ile kullanılan \(RT/F\) değeridir. Bu hesaplayıcı log biçimini kullanır.
E° sıfırsa ne olur? Bir derişim hücresinde iki elektrot birbiriyle özdeştir, dolayısıyla \(E^\circ = 0\) olur ve gerilim tamamen derişim farkından kaynaklanan \(-(0{,}0592/n)\cdot\log Q\) teriminden gelir.
Sıcaklık önemli mi? Evet. 0,0592 sabiti yalnızca 25°C için geçerlidir. Başka sıcaklıklarda \((RT/F)\cdot\ln(10)\) ifadesini yeni sıcaklığa göre yeniden hesaplamanız gerekir.
