Nernst方程式是用於描述氧化還原反應中電極電位變化的方程式,其一般形式為:
E = E° - (RT/nF) ln Q
E: 反應後電極電位(V)
E°: 標準電極電位(V)
R: 氣體常數(J/mol·K)
T: 絕對溫度(K)
n: 電子轉移數
F: 法拉第常數(C/mol)
Q: 反應商(對於標準情況,Q=1)
在25℃時,Nernst方程式可以簡化為:
E = E° - (0.05916 V/n) log Q
其中,0.05916 V是25℃時25℃時25℃時的標準還原電位差。
Nernst方程式的套用需要考慮以下幾點:
活度的影響:在實際套用中,通常以溶液的濃度代替活度進行近似計算。但當溶液的組成改變時,電對的氧化型和還原型的存在形式也可能隨之改變,影響電極電位。
離子強度的影響:在套用Nernst方程式計算電對的電極電位時,通常是以溶液的濃度代替活度進行近似計算。但在實際分析工作中,離子強度的影響往往不可忽略。
電池反應的Nernst方程式:對於原電池反應,Nernst方程式可以表示為△r(T) = △r(T) + RT lnJ–(T),在298.15K時,簡化為△r(T) = △r(T) -(10-7)。
綜上所述,Nernst方程式是理解氧化還原反應中電極電位變化的重要工具,其套用需要考慮多種因素,包括溫度、反應物的活度、離子強度以及電池反應的具體情況。