Потенциал ячейки в нестандартных условиях
| English | Русский |
|---|---|
| Nernst equation/nɜːnst ɪˈkweɪʒn/ | Уравнение Нернста |
Напряжение, уменьшающееся по мере использования
- Свежая батарея показывает полное напряжение; разряженная — низкое.
- Концентрации изменяются по мере протекания реакции, и так же меняется движущая сила.
- Стандартное значение — лишь отправная точка.
- Уравнение корректирует его для фактической смеси.
Напряжение зависит от концентрации
- Фактическое напряжение отличается от $E°$ при нестандартных концентрациях.
- Расход реагентов снижает напряжение.
- Накопление продуктов также снижает его.
Фактическое напряжение ячейки отличается от $E°$, когда концентрации не стандартны.
Нестандартные концентрации смещают напряжение от $E°$.
Накопление продуктов снижает потенциал ячейки.
Больше продукта повышает $Q$, что снижает $E$.
Уравнение Нернста
- Уравнение Нернста вносит коррекцию за концентрацию:
- Здесь $Q$ — реакционный коэффициент текущей смеси.
Уравнение Нернста использует какую величину для текущей смеси?
$Q$ описывает текущие концентрации.
Уравнение, корректирующее потенциал ячейки для концентрации, это ____ уравнение.
Уравнение Нернста корректирует $E°$ с использованием $Q$.
Ноль при равновесии
- По мере протекания реакции $Q$ растет, а $E$ падает.
- При равновесии $E = 0$ — мертвая батарея.
- Нет больше движущей силы, когда $Q = K$.
При разряде батареи её напряжение...
$Q$ растет по мере работы, поэтому $E$ падает до нуля при равновесии.
Разряженная батарея соответствует потенциалу ячейки...
При равновесии ($Q = K$), $E = 0$.
Что происходит с напряжением батареи по мере её разрядки?
- Продукты накапливаются, а реагенты истощаются, поэтому $Q$ растет.
- Уравнение Нернста показывает снижение $E$ toward нулю.
Нестандартный потенциал ячейки
Используя уравнение Нернста, расположите каждое изменение по его влиянию на потенциал ячейки.
Напряжение батареи не фиксировано — оно падает по мере разрядки ($Q$ растет toward $K$). При равновесии $E = 0$, что является мертвой батареей, а не «невозможностью реакции». И используйте $Q$ (текущую смесь), а не $K$, в уравнении Нернста.
Напряжение элемента меняется с концентрацией: уравнение Нернста $E = E° - \frac{RT}{nF}\ln Q$ вносит коррекцию $E°$ для текущей смеси. По мере протекания реакции $Q$ растет, а $E$ падает, достигая $E = 0$ при равновесии — мертвая батарея.