كيف تؤثر درجة الحموضة على معادلة نرنست؟ + مثال

لا يؤثر الرقم الهيدروجيني على معادلة Nernst.

لكن معادلة Nernst تتنبأ باحتمالية خلية التفاعلات التي تعتمد على الرقم الهيدروجيني.

إذا كان H متورط ا في تفاعل الخلية ، فإن قيمة # E # سوف يعتمد على الرقم الهيدروجيني.

لنصف التفاعل ، 2H + 2e H ، # E ^ ° # = 0

وفق ا لمعادلة Nernst ،

#E_ "H / H " = E ^ ° - (RT) / (zF) lnQ = - (RT) / (zF) ln ((P_ "H ") / ("H " ^ 2)) #

إذا #P_ "H " # = 1 صراف آلي و # # T = 25 درجة مئوية ،

#E_ "H / H " = - (RT) / (zF) ln ((P_ "H ") / ("H " ^ 2)) = - ("8.314 J · K" ^ - 1 × "298.15 K") / ("2 × 96 485 J · V" ^ - 1) × ln (1 / "H " ^ 2) # = 0.012 85 V × 2ln H = 0.02569 V × 2.303log H #

#E_ "H / H " = "-0.059 16 V × pH" #

مثال

حساب إمكانات الخلية للخلية التالية كدالة في درجة الحموضة.

Cu² (1 مول / لتر) + H (1 صراف آلي) Cu (s) + 2H (aq)

حل

Cu² + 2e Cu؛ # E ^ ° # = +0.34 فولت

H 2H + 2e ؛ # E ^ ° # = 0

Cu² + H Cu + 2H ؛ # E ^ ° # = +0.34 فولت

#E_ "Cu² / النحاس" ^ ° # = E ^ ° - (RT) / (zF) ln (1 / Cu²) = E ^ ° + 0 = +0.34 V

#E_ "H / H " = -E_ "H / H " # = 0.059 16 فولت × درجة الحموضة

#E_ "خلية" # = (0.034 + 0.059 16 × درجة الحموضة) V