Wet van Nernst
Van Wikipedia
De vergelijking van Nernst (uit de elektrochemie) geeft de elektrodepotentiaal (E) aan (relatief ten opzichte van de standaard-elektrodepotentiaal (E0)) van een elektrodenpaar (of van de halfcellen van een batterij).
Voor de reactie 
met reactiequotiënt 
of, bij benadering, concentratiebreuk ![Q = \frac{\left[C\right]^c \left[D\right]^d} {\left[A\right]^a \left[B\right]^b}](../../../math/e/7/d/e7df0f62f291cf4dbddce575df942f73.png)
geldt de wet van Nernst:
.
Bij 298 K geldt bij benadering:
(want RT/F = 8,314 * 298/96484,6 = 0,025678 en ln(10) = 2,30 ).
- R is de universele gasconstante: 8,314570 J/K.mol;
- T is de temperatuur in kelvin;
- n is het aantal elektronen dat in de reactievergelijking overgedragen wordt;
- F is de Faraday-constante; 96484,6 C/mol;
- aA is de chemische activiteit van stof A;
- [A] is de concentratie van stof A.
De vergelijking van Nernst is genoemd naar de Duitse natuurkundige chemicus Walther Nernst.
Zie ook
- Elektrodiffusie.
[bewerk] Voorbeeld
Daniell-cel: (E°Zn2+/Zn =-0,762V en E°Cu2+/Cu =0,337V):
| Zn | = | Zn2+ + 2e- | ΔG1 = - 2 F (-)E°Zn2+/Zn |
| Cu2+ + 2e- | = | Cu | ΔG2 = - 2 F E°Cu2+/Cu |
| Zn + Cu2+ | = | Zn2+ + Cu | |
| ΔGsamen = ΔG1 + ΔG2 | |||
| -2FE°samen = -2F(-)E°Zn2+/Zn - 2FE°Cu2+/Cu | |||
| E°samen = E°Cu2+/Cu - E°Zn2+/Zn |
| Zn | Zn2+ (1,5 mol.dm-3) |
| Cu | Cu2+ (1,3 mol.dm-3 |
EZn2+/Zn = E°Zn2+/Zn - 0,0592/2*log[Zn2+]-1 = - 0,757 V
ECu2+/Cu = E°Cu2+/Cu - 0,0592/2*log[Cu2+]-1 = 0,340 V
Esamen = ECu2+/Cu - EZn2+/Zn = 1,097 V
Dit kan ook korter (enkel indien het aantal uitgewisselde elektronen gelijk is!):
Esamen = E°Cu2+/Cu - E°Zn2+/Zn - 0,0592/2*log([Zn2+]/[Cu2+]) = 1,097 V
De potentialen die je met de wet van Nernst kunt uitrekenen zijn theoretisch waarden. Als je het experimenteel gaat verifiëren klopt er meestal niet veel van. Dat komt omdat er meerdere elektrochemische evenwichten tegelijk de potentaal gaan bepalen en dat leidt tot het instellen van een mengpotentiaal. Het elektrochemische evenwicht met de grootste uitwisselingsstroomdichtheid is het meest bepalend voor de gemeten mengpotentiaal.
