A Nernst-egyenlet megértése: kulcsfontosságú eszköz az elektrokémiai sejtelemzéshez

A Nernst-egyenlet egy matematikai képlet, amely leírja azt a potenciálkülönbséget (feszültséget), amely egy elektrokémiai cellán nem szabványos körülmények között lép fel. Walther Nernst fejlesztette ki 1889-ben, és széles körben használják a redox-reakciókkal járó cellák feszültségének kiszámítására. A Nernst-egyenlet figyelembe veszi a reaktánsok és termékek koncentráció-gradiensét, valamint a rendszer hőmérsékletét, és egy a feszültség pontosabb előrejelzése, mint az egyszerűbb Goldman-Marcus-Nernst egyenlet. A Nernst-egyenlet különösen hasznos olyan cellák feszültségének kiszámításához, amelyekben többszörös redoxreakciók zajlanak, vagy amelyek nem szabványos körülmények között működnek, például magas hőmérsékleten vagy alacsony reagenskoncentrációban. A Nernst-egyenlet a következőképpen írható fel:

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

ahol:

* E a cella potenciálkülönbsége (feszültsége)* E0 a cella standard potenciálkülönbsége (25°C-on és 1 atm)
* R a gázállandó* T a rendszer hőmérséklete kelvinben* n a reakció során átvitt elektronok száma* F a Faraday-állandó* Q a reaktánsok és a termékek egyensúlyi koncentrációjának aránya.

A Nernst-egyenlet hatékony eszköz a megértéshez. az elektrokémiai cellák viselkedését, és számos gyakorlati alkalmazása van olyan területeken, mint az energiatárolás, a korrózióvédelem és a bioelektronika.