Memahami Persamaan Nernst: Alat Utama untuk Analisis Sel Elektrokimia

Persamaan Nernst ialah formula matematik yang menerangkan beza keupayaan (voltan) yang berlaku merentasi sel elektrokimia di bawah keadaan bukan piawai. Ia telah dibangunkan oleh Walther Nernst pada tahun 1889 dan digunakan secara meluas untuk mengira voltan sel yang melibatkan tindak balas redoks.

Persamaan Nernst mengambil kira kecerunan kepekatan bahan tindak balas dan produk, serta suhu sistem, dan ia menyediakan ramalan voltan yang lebih tepat daripada persamaan Goldman-Marcus-Nernst yang lebih mudah. Persamaan Nernst amat berguna untuk mengira voltan sel yang melibatkan tindak balas redoks berbilang atau yang beroperasi dalam keadaan bukan piawai, seperti suhu tinggi atau kepekatan bahan tindak balas yang rendah.

Persamaan Nernst boleh ditulis sebagai:

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

dimana:

* E ialah beza keupayaan (voltan) sel
* E0 ialah beza keupayaan piawai sel (pada 25°C dan 1 atm)
* R ialah pemalar gas
* T ialah suhu sistem dalam Kelvin
* n ialah bilangan elektron yang dipindahkan semasa tindak balas
* F ialah pemalar Faraday
* Q ialah nisbah kepekatan bahan tindak balas dan hasil pada keseimbangan.

Persamaan Nernst ialah alat yang berkuasa untuk memahami tingkah laku sel elektrokimia, dan ia mempunyai banyak aplikasi praktikal dalam bidang seperti penyimpanan tenaga, perlindungan kakisan dan bioelektronik.