Równanie Nernsta: oblicz potencjał komórki

Pierwszym krokiem jest określenie reakcji komórkowej i całkowitego potencjału komórkowego.
Aby ogniwo było galwaniczne, E⁰_komórka > 0.
(Uwaga: przegląd Ogniwo Galwaniczne Przykład Problem dla metody znajdowania potencjału ogniwa ogniwa galwanicznego.)
Aby ta reakcja była galwaniczna, reakcja kadmu musi być reakcja utleniania. Cd → Cd²⁺ + 2 e^- mi⁰ = +0,403 V.
Pb²⁺ + 2 e^- → Pb E⁰ = -0,126 V.
Całkowita reakcja komórkowa wynosi:
Pb²⁺(aq) + Cd (s) → Cd²⁺(aq) + Pb (s)
i E⁰_komórka = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V.
Równanie Nernsta jest następujące:
mi_komórka = E⁰_komórka - (RT / nF) x lnQ
gdzie
mi_komórka to potencjał komórkowy
mi⁰_komórka odnosi się do standardowego potencjału komórki
R oznacza stała gazu (8,3145 J / mol · K)
T jest temperatura absolutna
n jest liczbą mole elektronów przenoszonych przez reakcję komórki
F jest Stała Faradaya 96485.337 C / mol)
Q to iloraz reakcji, gdzie
Q = [C]^do·[RE]^re / [A]^za·[B]^b
gdzie A, B, C i D są gatunkami chemicznymi; a a, b, c id są współczynnikami w równaniu zrównoważonym:
a A + b B → c C + d D

W tym przykładzie temperatura wynosi 25 ° C lub 300 K, a 2 mole elektronów przeniesiono w reakcji.
RT / nF = (8,3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485.337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V.
Pozostaje tylko znaleźć iloraz reakcji, Q.
Q = [produkty] / [reagenty]
(Uwaga: do obliczeń ilorazu reakcji pominięto czyste ciekłe i czyste stałe reagenty lub produkty.)
Q = [cd²⁺] / [Pb²⁺]
Q = 0,020 M / 0,200 M
Q = 0,100
Połącz w równanie Nernsta:
mi_komórka = E⁰_komórka - (RT / nF) x lnQ
mi_komórka = 0,277 V - 0,013 V x ln (0,100)
mi_komórka = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
mi_komórka = 0,277 V + 0,023 V.
mi_komórka = 0,300 V.