Разбиране на уравнението на Нернст: Ключов инструмент за електрохимичен клетъчен анализ

Уравнението на Нернст е математическа формула, която описва потенциалната разлика (напрежение), която възниква в електрохимична клетка при нестандартни условия. То е разработено от Валтер Нернст през 1889 г. и се използва широко за изчисляване на напрежението на клетки, включващи окислително-редукционни реакции.

Уравнението на Нернст отчита концентрационните градиенти на реагентите и продуктите, както и температурата на системата, и осигурява по-точно предсказване на напрежението от по-простото уравнение на Goldman-Marcus-Nernst. Уравнението на Нернст е особено полезно за изчисляване на напрежението на клетки, които включват множество редокс реакции или които работят при нестандартни условия, като например високи температури или ниски концентрации на реагенти.

Уравнението на Нернст може да бъде записано като:

E = E0 + (RT /nF) ln(Q)

където:

* E е потенциалната разлика (напрежение) на клетката
* E0 е стандартната потенциална разлика на клетката (при 25°C и 1 atm)
* R е газовата константа
* T е температурата на системата в Келвини
* n е броят на електроните, прехвърлени по време на реакция
* F е константата на Фарадей
* Q е съотношението на концентрациите на реагентите и продуктите при равновесие.

Уравнението на Нернст е мощен инструмент за разбиране поведението на електрохимичните клетки и има много практически приложения в области като съхранение на енергия, защита от корозия и биоелектроника.