Калькулятор ЭДС элемента

Электродвижущая сила, или ЭДС элемента, — напряжение, которое можно получить за счет электрохимической реакции. В гальваническом элементе окисление и восстановление разделены между двумя полуэлементами, чтобы электроны проходили по внешней цепи. На катоде происходит восстановление, на аноде — окисление. Если обе табличные величины заданы как потенциалы восстановления, стандартный потенциал элемента равен потенциалу катода минус потенциал анода. Стандартные электродные потенциалы относятся к определенным эталонным условиям: обычно единичной активности растворенных частиц, стандартному давлению газов и заданной температуре. В реальных элементах концентрации и парциальные давления часто иные. Уравнение Нернста корректирует стандартное напряжение: E = E стандартное - (RT / nF) ln Q. Здесь R — газовая постоянная, T — абсолютная температура в кельвинах, n — число электронов в уравненной реакции, F — постоянная Фарадея, Q — безразмерное реакционное отношение. Реакционное отношение составляют по уравненному суммарному уравнению реакции. Активности продуктов находятся в числителе, реагентов — в знаменателе, каждая возводится в степень своего стехиометрического коэффициента. Чистые твердые вещества и жидкости опускают, поскольку их активности практически равны единице. При Q, равном единице, логарифмическая поправка нулевая и расчетный потенциал равен стандартному. Увеличение Q обычно снижает напряжение для записанной реакции, а уменьшение повышает его. Положительный потенциал означает, что прямая реакция термодинамически выгодна при введенных условиях. Он не описывает скорость реакции, внутреннее сопротивление, перенапряжение электродов или потери напряжения под нагрузкой. Поэтому реальное напряжение на клеммах может отличаться от обратимого. Температура влияет через поправку Нернста, а в реальных системах также через коэффициенты активности и свойства материалов. Последовательно используйте соглашение о потенциалах восстановления и не меняйте знак дважды. Уравняйте окислительно-восстановительную реакцию перед выбором n и используйте кельвины вместо градусов Цельсия. Для концентрированных растворов активности строже, чем исходные молярные концентрации. Калькулятор дает наглядную идеальную термодинамическую оценку для задач по химии, предварительного анализа батарей и проверки лабораторных расчетов.