能斯特方程式計算機

能斯特方程式依電化學系統的實際溫度與化學活度，修正標準電極或電池電位。標準電位描述指定的參考狀態，但電池、腐蝕電池、感測器及實驗室反應通常在非標準濃度或氣體壓力下運作。此方程式透過 E = 標準 E 減去 (RT 除以 nF) 乘以 Q 的自然對數，將這些條件與電壓連結。 式中，E 是以伏特表示的非標準電位，標準 E 是標準電位，R 是通用氣體常數 8.314462618 焦耳每莫耳克耳文，T 是以克耳文表示的絕對溫度，n 是平衡氧化還原反應中的轉移電子數，F 是法拉第常數 96485.33212 庫侖每莫耳，Q 是無因次反應商。計算機直接使用這些物理常數，同時顯示所得電位及從標準值扣除的修正值。 反應商由生成物活度之積除以反應物活度之積構成，各活度都以其化學計量係數為次方。純固體與純液體不列入，因為它們在標準態下的活度為一。入門計算常以稀溶液濃度及理想氣體壓力比近似活度。Q 必須為正，因為零或負數的對數沒有定義。Q 等於一時，其對數為零，算出的電位等於標準電位。 Q 大於一時，對數項為正，會降低依所寫方向進行的反應電位。Q 小於一時，對數為負，因此扣除修正項會使電位升高。變化幅度隨溫度上升而增大，隨轉移電子數增加而減小。在攝氏 25 度時，常用對數形式通常含有約 0.05916 除以 n 的係數；本計算機則採用通用自然對數形式，因此適用於任何正絕對溫度。 判定 n 及建立 Q 時，應使用同一個已平衡的總反應。將反應反向會改變標準電位的正負號，並將 Q 換成其倒數。電位可預測輸入假設下的熱力學驅動力，但不能預測反應速率、電流、內阻或動力學過電位。精密計算應以活度取代濃度近似，並採用符合所用電化學慣例的條件。