04 // موسوعة المعادلات التفاعلية // الكيمياء الفيزيائية وقوانين الغازات والحركية والكيمياء الكهربائيةE = E° − (R · T / (n · F)) · ln(Q)
معادلة نيرنست لجهد الخلية الكهروكيميائية
تحدد جهد القطب والبطارية في الظروف غير القياسية البعيدة عن تركيز 1 مولار، إضافة إلى جهد اتزان الأغشية الحيوية.
مرجع المعادلة
المعادلة الأساسية
E = E° − (R · T / (n · F)) · ln(Q)
الصيغ البديلة
E_298K = E° − (0.05916 V / n) · log₁₀(Q)
ΔG = −n · F · E
المتغيرات والوحدات
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| E | Cell Potential E | V |
| E0 | Standard Potential E° | V |
| T | Absolute Temperature | K |
| n | Electrons Transferred n | mol e⁻ |
| Q | Reaction Quotient Q | dimensionless |
المدخلات والمعاملات
[V]
[K]
[mol e⁻]
[dimensionless]
النتيجة المحسوبة (Cell Potential E)
E =1.159159V
شرح المعادلة وملاحظاتها
- Substituting ΔG = −nFE and ΔG° = −nFE° into thermodynamic identity ΔG = ΔG° + RT ln(Q) and dividing by −nF yields E = E° − (RT/nF)ln(Q).
- At chemical equilibrium ΔG = 0 and E = 0, giving E° = (RT/nF)ln(K_eq).
أمثلة محلولة خطوة بخطوة
#1: Daniell Zn/Cu cell (E° = 1.10 V, n = 2) at 298.15 K with [Zn²⁺] = 0.01 M and [Cu²⁺] = 1.0 M (Q = 0.01).
E° = 1.10 Vn = 2Q = 0.01T = 298.15 K
E = 1.10 − (0.025693 / 2) × ln(0.01) = 1.10 − 0.012846 × (−4.6052)
→ E = 1.159 V
#2: Potassium neuronal resting potential at 310 K (n = 1, E° = 0, [K⁺]_out = 5 mM, [K⁺]_in = 140 mM ⇒ Q = 28).
E° = 0 VT = 310 Kn = 1Q = 140/5 = 28
E_K = −(8.31446 × 310 / 96,485.3) × ln(28) = −0.02671 × 3.3322
→ E_K = −0.0890 V (−89.0 mV)
هل كانت هذه الأداة مفيدة؟
الأسئلة الشائعة
كيف تعمل أداة معادلة نيرنست لجهد الخلية الكهروكيميائية أونلاين؟+
أدخل القيم المعروفة أو حرّك المؤشرات لحساب ومحاكاة معادلة نيرنست لجهد الخلية الكهروكيميائية وفق المعادلة E = E° − (R · T / (n · F)) · ln(Q) فوريًا داخل متصفحك. تحدد جهد القطب والبطارية في الظروف غير القياسية البعيدة عن تركيز 1 مولار، إضافة إلى جهد اتزان الأغشية الحيوية.
هل يمكنني تصدير أو طباعة نتائج معادلة نيرنست لجهد الخلية الكهروكيميائية؟+
نعم، تعمل الأداة بالكامل داخل المتصفح وتتيح نسخ النتائج أو طباعة ورقة العمل أو تنزيل مخططات عالية الدقة بصيغة SVG وPNG وCSV.
هل يمكنني مسح البيانات التجريبية في معادلة نيرنست لجهد الخلية الكهروكيميائية والبدء من الصفر؟+
نعم، انقر على زر المسح والبدء بصفحة فارغة أعلى الأداة لإدخال أرقامك الخاصة من البداية، أو أعد تحميل المثال التوضيحي في أي وقت.