Uprość swój przepływ pracy: Wyszukaj miniwebtool.
Dodaj
Powiązane narzędzia
Kalkulator Reagenta OgraniczającegoKalkulator logarytmu naturalnegoKalkulator ilorazu i resztyLicznik ZdańGenerator Tekstu Przekreślonego
Strona główna > Różnorodne > Kalkulatory chemiczne > Kalkulator równania Nernsta
 

Kalkulator równania Nernsta

Oblicz potencjał ogniwa elektrochemicznego (galwanicznego) w warunkach niestandardowych za pomocą równania Nernsta E = E° − (RT/nF)·ln Q. Wprowadź standardowy potencjał ogniwa, liczbę przenoszonych elektronów, temperaturę oraz iloraz reakcji Q (lub stężenia produktów i substratów), aby uzyskać rzeczywiste napięcie, energię swobodną Gibbsa ΔG, stałą równowagi K oraz ocenę spontaniczości. Zawiera interaktywny wykres linii Nernsta E względem log Q, animowany schemat ogniwa galwanicznego oraz pełny rozkład krok po kroku. Obsługuje dowolną temperaturę.

Kalkulator równania Nernsta
Szybkie przykłady — kliknij, aby wypełnić formularz, a następnie naciśnij Oblicz:
Domyślnie 25 °C (298,15 K).
Q = [produkty] ÷ [substraty], każde podniesione do współczynnika stechiometrycznego. Użyj Q = 1 dla warunków standardowych.
Q jest obliczane jako produkty ÷ substraty.

Embed Kalkulator równania Nernsta Widget

O Kalkulator równania Nernsta

Kalkulator Równania Nernsta oblicza rzeczywisty potencjał ogniwa ogniwa elektrochemicznego (galwanicznego), gdy warunki nie są standardowe — to znaczy, gdy stężenia, ciśnienia lub temperatura różnią się od stanu odniesienia. Standardowe potencjały redukcji mówią tylko o napięciu przy stężeniach 1 M i 25 °C; w rzeczywistości napięcie baterii zmienia się w miarę rozładowania i zmian stężeń. Równanie Nernsta opisuje właśnie to odchylenie, a to narzędzie przekłada je na napięcie ogniwa, energię swobodną Gibbsa ΔG, stałą równowagi K oraz jasny werdykt o spontaniczności — wraz z interaktywnym wykresem E względem log Q.

Czym jest równanie Nernsta?

Równanie Nernsta łączy mierzony potencjał ogniwa \( E \) ze standardowym potencjałem ogniwa \( E^{\circ} \) oraz składem ogniwa poprzez iloraz reakcji \( Q \). Nazwane na cześć niemieckiego chemika Walthera Nernsta, jest jednym z filarów elektrochemii, stosowanym w bateriach, pehametrach, elektrodach jonoselektywnych, nauce o korozji oraz w biologii (potencjały nerwowe i błonowe).

Postać ogólna
$$E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF}\ln Q$$

gdzie:

  • \( E \) — rzeczywisty potencjał ogniwa (wolty)
  • \( E^{\circ} \) — standardowy potencjał ogniwa (wolty)
  • \( R \) — uniwersalna stała gazowa, 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹
  • \( T \) — temperatura w kelwinach (K)
  • \( n \) — liczba moli elektronów przenoszonych w zbilansowanej reakcji
  • \( F \) — stała Faradaya, 96485 C mol⁻¹
  • \( Q \) — iloraz reakcji (stosunek aktywności produktów do substratów)

Uproszczona postać w 25 °C

W standardowej temperaturze laboratoryjnej 25 °C (298,15 K) grupa stałych \( \frac{2.303\,RT}{F} \) wynosi około 0,0592 V. Przejście z logarytmu naturalnego na logarytm dziesiętny daje wersję, którą najczęściej zapamiętują studenci:

W 25 °C
$$E = E^{\circ} - \frac{0.0592}{n}\log_{10} Q$$

Dlatego dziesięciokrotna zmiana ilorazu reakcji przesuwa potencjał ogniwa o 0,0592/n wolta. Ponieważ nachylenie zależy od temperatury, ten kalkulator nie na sztywno ustawia 0,0592 — przelicza nachylenie dla wprowadzonej temperatury, więc wyniki pozostają poprawne dla ciepłych i zimnych ogniw.

Jak korzystać z Kalkulatora Równania Nernsta

  1. Wprowadź standardowy potencjał ogniwa E°: To różnica między standardowymi potencjałami redukcji katody i anody (E°katoda − E°anoda), w woltach.
  2. Wprowadź liczbę elektronów n: Użyj liczby elektronów przenoszonych w zbilansowanej całkowitej reakcji ogniwa.
  3. Ustaw temperaturę: Domyślnie 25 °C. Zmień ją dla ogniw w warunkach innych niż ambient.
  4. Podaj iloraz reakcji: Albo wprowadź Q bezpośrednio, albo przełącz na tryb stężeń i podaj połączone wyrazy stężeń produktów i substratów.
  5. Kliknij Oblicz: Odczytaj potencjał ogniwa, werdykt o spontaniczności, ΔG i K oraz przejrzyj wykres linii Nernsta i animowany diagram ogniwa galwanicznego.

Przykład obliczeniowy: Ogniwo Daniella

Rozważmy ogniwo cynkowo-miedziowe (Daniella), Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu, z \( E^{\circ} = 1.10 \) V i \( n = 2 \). Załóżmy [Zn²⁺] = 1,0 M i [Cu²⁺] = 0,001 M, więc \( Q = \frac{[\text{Zn}^{2+}]}{[\text{Cu}^{2+}]} = 1000 \). W 25 °C:

Ogniwo Daniella przy Q = 1000
$$E = 1.10 - \frac{0.0592}{2}\log_{10}(1000) = 1.10 - 0.0296 \times 3 = 1.011\ \text{V}$$

Obniżone stężenie miedzi lekko obniża napięcie względem standardowych 1,10 V. W miarę rozładowania ogniwa i dalszego spadku [Cu²⁺] napięcie wciąż maleje, aż osiągnie zero — punkt, w którym ogniwo jest „martwe”, a reakcja osiągnęła równowagę.

Iloraz reakcji Q i stała równowagi K

Iloraz reakcji \( Q \) ma tę samą postać algebraiczną co stała równowagi \( K \), ale korzysta z bieżących (nierównowagowych) stężeń. Gdy \( Q < K \), faworyzowana jest reakcja w przód i \( E > 0 \); gdy \( Q > K \), faworyzowana jest reakcja odwrotna i \( E < 0 \); a gdy \( Q = K \), ogniwo jest w równowadze z \( E = 0 \). Podstawienie \( E = 0 \) do równania Nernsta daje eleganckie powiązanie potencjału standardowego z równowagą:

Równowaga
$$\log_{10} K = \frac{nFE^{\circ}}{2.303\,RT}$$

Potencjał ogniwa, spontaniczność i energia swobodna

Potencjał ogniwaΔG = −nFEIloraz reakcjiZnaczenie
E > 0ΔG < 0Q < KSpontaniczna — ogniwo galwaniczne dostarcza energię (bateria)
E = 0ΔG = 0Q = KW równowadze — brak prądu netto, „martwe” ogniwo
E < 0ΔG > 0Q > KNiespontaniczna — wymaga zewnętrznego napięcia (elektroliza)

Co wpływa na potencjał ogniwa?

⚗️ Stężenia

Podwyższenie stężeń produktów lub obniżenie stężeń substratów zwiększa Q i obniża E; odwrotność podnosi E.

🌡️ Temperatura

Człon korekcyjny skaluje się z T, więc temperatura zmienia nachylenie Nernsta i wielkość każdego efektu stężeniowego.

🔢 Przenoszone elektrony

Większe n dzieli człon korekcyjny, więc reakcje z dużą liczbą elektronów są mniej wrażliwe na zmiany stężeń.

🔋 Potencjał standardowy E°

E° wyznacza napięcie bazowe. Duże dodatnie E° oznacza silnie faworyzowaną reakcję produktową i ogromne K.

Typowe zastosowania

  • Baterie i ogniwa paliwowe — przewidywanie spadku napięcia w miarę zużywania substratów.
  • pH i elektrody jonoselektywne — szklana elektroda pH jest bezpośrednim zastosowaniem równania Nernsta.
  • Ogniwa stężeniowe — generowanie napięcia wyłącznie z różnicy stężeń (E° = 0).
  • Korozja — ocena, czy metal ulegnie utlenieniu w określonych warunkach środowiskowych.
  • Biologia — spoczynkowe potencjały błonowe neuronów podlegają temu samemu równaniu.

Często zadawane pytania

Czym jest równanie Nernsta?

Równanie Nernsta wiąże rzeczywisty potencjał ogniwa elektrochemicznego ze standardowym potencjałem ogniwa oraz stężeniami uczestniczących w reakcji gatunków. Zapisuje się je jako E = E° − (RT/nF) ln Q, gdzie E° to standardowy potencjał ogniwa, R to stała gazowa, T to temperatura w kelwinach, n to liczba przenoszonych elektronów, F to stała Faradaya, a Q to iloraz reakcji.

Jak obliczyć potencjał ogniwa w warunkach niestandardowych?

Zacznij od standardowego potencjału ogniwa E°, a następnie odejmij człon korekcyjny (RT/nF) ln Q. W 25 °C upraszcza się to do E = E° − (0,0592/n) log10 Q. Wprowadź iloraz reakcji lub stężenia produktów i substratów, liczbę elektronów oraz temperaturę — kalkulator zrobi resztę.

Czym jest iloraz reakcji Q w równaniu Nernsta?

Q to stosunek aktywności produktów do aktywności substratów dla reakcji ogniwa, każda podniesiona do swojego współczynnika stechiometrycznego. Dla rozcieńczonych roztworów stosuje się stężenia w mol/L. Gdy wszystkie gatunki są w warunkach standardowych, Q równa się 1, więc ln Q wynosi 0, a potencjał ogniwa równa się E°.

Dlaczego nachylenie Nernsta wynosi 0,0592 podzielone przez n?

W 25 °C (298,15 K) wyrażenie 2,303RT/F wynosi około 0,0592 wolta. Podzielenie przez n daje zmianę potencjału ogniwa na dziesięciokrotną zmianę ilorazu reakcji. W innych temperaturach nachylenie się zmienia, bo jest proporcjonalne do T, dlatego ten kalkulator przelicza je dla wprowadzonej temperatury.

Jak stała równowagi wiąże się z równaniem Nernsta?

W równowadze potencjał ogniwa E wynosi zero, a Q równa się stałej równowagi K. Podstawienie E = 0 do równania Nernsta daje log10 K = nFE°/(2,303RT). Dodatni potencjał standardowy odpowiada więc dużej stałej równowagi i reakcji faworyzującej produkty.

Co oznacza dodatni lub ujemny potencjał ogniwa?

Dodatni potencjał ogniwa (E > 0) oznacza, że reakcja jest spontaniczna w zapisanym kierunku, a ogniwo zachowuje się jak bateria (galwaniczne). Ujemny potencjał ogniwa (E < 0) oznacza, że reakcja jest niespontaniczna i wymaga zewnętrznego napięcia (elektrolityczne). Gdy E wynosi zero, ogniwo jest w równowadze i nie dostarcza prądu netto.

Dodatkowe zasoby

Cytuj ten materiał, stronę lub narzędzie w następujący sposób:

"Kalkulator równania Nernsta" na https://MiniWebtool.com/pl/kalkulator-rownania-nernsta/ z MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

by miniwebtool team. Updated: June 30, 2026

Kalkulatory chemiczne:

Polecane narzędzia:

Kalkulator Kompatybilności MiłosnejKalkulator kompatybilności znaków KsiężycaRozdzielacz obrazówKalkulator znaków słońca, księżyca i ascendentu 🌞🌙✨Przelicznik stóp na metryLosowy generator przedmiotówLosowy Generator Postaci RPGGenerator Prawda czy WyzwanieKalkulator Znaku WenusKalkulator numerów aniołaGenerator losowych słów angielskichStatystyki Kanału YouTubeLosowanie listyKalkulator znaku księżycowegoKalkulator prędkości jazdy na rowerzeLosowy Generator Drabinki TurniejowejLosowy Generator Grupwyszukiwanie-adresu-MACLosowy selektor filmówGenerator szablonu rozwinięcia stożkaGenerator losowych kart kredytowychRozdzielacz AudioKalkulator przedawkowania kofeinyKonwerter ułamkowy czasuLicznik SylabGenerator wykreślanekGenerator losowej godzinyLosowanie komentarzy YouTubeKalkulator nachylenia i stopniaMagiczna Kula 8Kalkulator Obwodu ElipsyGenerator Kart BingoSortuj LiczbyWyszukiwanie IDentyfikatora użytkownika InstagramKalkulator Dnia Roku - Który Dzień Roku Jest Dzisiaj?Generator Losowych PosiłkówGenerator krzyżówekGenerator kodu Morse'aRzut kostkąGenerator Losowych UrodzinKalkulator inflacji w USAKonwerter Czasu na DziesiętnyKalkulator tempa pływaniaLosowy generator zwierzątKalkulator PrzeciwprostokątnejCyfrowy Kalkulator DuszyNarzędzie do liczenia wierszySortować alfabetycznieKalkulator Powrotu SaturnaMałe i Duże LiteryKalkulator rozmiaru haftu krzyżykowegoGenerator losowych ciągów⏱️ Kalkulator GodzinKalkulator Względnego Odchylenia StandardowegoKonwerter Rozmiarów UbrańNotatnik OnlineGenerator Losowego Stanu USAKalkulator ilości cyfrLosowy Generator KolorówPrzelicznik cm na stopy i caleGenerator Małego Tekstu ⁽ᶜᵒᵖʸ ⁿ ᵖᵃˢᵗᵉ⁾Generator numerów loteriiKalkulator dnia tygodnia urodzeniaKalkulator dźwigni kryptoKalkulator Monetyzacji YouTube Shorts👙 Kalkulator Rozmiaru BiustonoszaKalkulator Równowagi Żywiołów AstrologicznychLosowy Generator LiterGenerator połącz kropkiKalkulator Spożycia Mleka dla NiemowlątKalkulator PrędkościKalkulator Liczby ImieniaGenerator PaletKalkulator Zarobków na TikTokuKonwerter stóp i cali na centymetryGenerator losowych supermocyKalkulator czasu chłodzenia piwa🔍 Sprawdzacz PlagiatuGenerator Tekstu PrzekreślonegoKalkulator arcus kosinusaKalkulator ZaokrąglaniaKalkulator Numeru PrzeznaczeniaKalkulator arcus tangensaKonwerter liczb rzymskichLista liczb pierwszychGenerator losowych krajówGenerator Kamień Papier NożyceGenerator losowych datKalkulator ABV KoktajluKalkulator Znaku MarsaZaawansowany analizator kompatybilności znaków zodiakuKalkulator Numerów MistrzowskichKalkulator xG (Oczekiwane Gole) w Piłce NożnejKompresor WideoLista Lat PrzestępnychPredyktor wagi szczeniakaEkstraktor Obrazów z WideoGenerator Losowych AktywnościKalkulator decybeli (dB)Kalkulator Długości ŁukuKalkulator Wspolczynnika KorelacjiKalkulator ZyskówLosuj liczbyAnalizator adresów MACKalkulator BitowyOdwrotny TekstKalkulator bonusówKalkulator rankingu EloKalkulator schodówLooper MP3Dodaj tekst do obrazuKompresor obrazówLicznik Punktów w TenisieGenerator Rozkładu GaussaHumanizator tekstu AIKalkulator liczby ścieżek życiaKalkulator rozmiaru roweruKalkulator zarobków YouTubeKonwerter Radianów na StopnieKonwerter szesnastkowy na dziesiętnyGenerator kryptogramówGenerator LabiryntówKalkulator dziennego procentu składanegoKalkulator pozycji słońcaKalkulator Rozkładu Masy PojazduKalkulator Trójkąta ProstokątnegoKalkulator Zysku z OpcjiPierwsze n cyfr PiPrzelicznik kg na funtyDetektor treści AIGenerator adresów MACKalkulator Czasu TrwaniaKalkulator percentyla wzrostuKalkulator Rozkładu PoissonaKalkulator Zmiany ProcentowejLosowy selektor wierszyDodaj linię do obrazuKalkulator Obciążenia BelkiKalkulator Rozszerzalności CieplnejKalkulator Tabeli KontyngencjiKalkulator Złotego ProstokątaKonwerter binarny na dziesiętny📷 OCR / Obraz na TekstJaki jest mój szczęśliwy numer?Kalkulator deficytu kalorycznegoKalkulator KondensatoraKalkulator konwersji skali modeluKalkulator rozmiaru pliku zdjęciaKalkulator Różnicy ListKalkulator Ściętego StożkaKalkulator Szczęśliwych LiczbKalkulator TransformatoraKalkulator znaku MerkuryPorównaj dwa ciągiPołącz filmyUsuń dźwięk z wideoDekoder Alfabetu Morse'aGenerator Losowych Tematów DebatyKalkulator ciąży u psaKalkulator Przeliczenia WynagrodzeniaKalkulator testu chi-kwadratKalkulator Zarobków na TwitchOdwracacz kolorówGenerator kodów kreskowychGenerator Planu Treningowego AIKalkulator GFRKalkulator mil na galonKalkulator RotacjiKonwerter FPSKonwerter rozmiaru plikuSprawdzacz Nazwy Użytkownika w Mediach SpołecznościowychUsuń spacjeGenerator losowego PINKalendarz retrogradacji MerkuregoKalkulator ekonomiczności bowlinguKalkulator kalorii przy karmieniu piersiąKalkulator nachylenia dachuKalkulator Siły Ciosu BokserskiegoKalkulator StablefordaKalkulator toksyczności czekoladyLosowy Selektor NazwPrzesunięcie czasu SRTPrzycinacz WideoUniksowy Konwerter CzasuWalidator XMLKonwerter metrów kwadratowych na stopy kwadratoweKonwerter Oz na mLKonwerter ML na ozKonwerter galonów na litryKonwerter litrów na galonyKonwerter Kg na StonePrzelicznik Stone na KilogramyPrzelicznik cali na milimetryPrzelicznik milimetrów na caleKonwerter mil na kilometryKonwerter kilometrów na mileKonwerter Fahrenheita na CelsjuszaKonwerter celsjusza na fahrenheitaKalkulator rozmiaru plecakaKalkulator objętości deski surfingowejKalkulator rozmiaru uchwytu rakiety tenisowejKalkulator rozmiaru kaskuKalkulator rozmiaru rękawiczekPrzelicznik rozmiaru kapeluszaKalkulator rozmiaru snowboarduKalkulator rozmiaru nartTimer splitów do speedrunuKalkulator checkoutu w darcieKalkulator strike rate w krykiecieKalkulator Net Run RateKalkulator współczynnika K/DKalkulator regeneracji tętnaKalkulator czasu wędrówkiKalkulator tempa wioślarskiegoKalkulator Biegowy Korekty WiekowejKalkulator FTP i Stref MocyKalkulator Testu BeepKalkulator wyników ACFTKalkulator Wilks & DOTSKalkulator Offsetu FelgWyszukiwarka indeksu nośności i oznaczenia prędkości oponKalkulator kosztu na milęKalkulator Wykupu LeasinguKalkulator Mieszania OktanówKalkulator Mieszanki Oleju 2-SuwowegoKalkulator Pojemności SilnikaKalkulator Sofy w DrzwiachKalkulator sągów drewnaKalkulator CADR Oczyszczacza PowietrzaKalkulator Wielkości OsuszaczaKalkulator rozmiaru wentylatora sufitowegoKalkulator Rozmiaru ZasłonKalkulator Rozmiaru DywanuKalkulator wysokości wieszania obrazówKalkulator wysokości montażu telewizoraKalkulator Rozmiaru TVKalkulator objętości i folii oczka wodnegoKalkulator Soli do BasenuKalkulator Objętości BasenuKalkulator rozmiaru podgrzewacza wodyKalkulator żywicy epoksydowejKalkulator Rozstawu TralekKalkulator Listew Przypodłogowych i WykończeniowychKalkulator SidinguKalkulator Bejcy do TarasuKalkulator nasion trawyKalkulator darniKalkulator AsfaltuKalkulator Jardów SześciennychKalkulator Długości AntenyKalkulator Wypełnienia Rury InstalacyjnejKalkulator kondensatorów szeregowych i równoległychKalkulator Reaktancji IndukcyjnejKalkulator Oświetlenia PokojuKalkulator luksów na lumenyKonwerter lumenów na watyKalkulator wielkości generatoraKalkulator mAh na WhKalkulator Mocy TrójfazowejKalkulator kVAKalkulator amperów na watyKalkulator Watów na AmperyKalkulator Rezystorów SzeregowychKalkulator TarciaKalkulator Równi PochyłejKalkulator Przewagi MechanicznejKalkulator Prędkości DźwiękuKalkulator Prędkości FaliKalkulator WyporuKalkulator Prędkości GranicznejKalkulator Długości Fali de BroglieKalkulator Energii FotonuKalkulator E=mc²Kalkulator dylatacji czasuKalkulator Trzeciego Prawa KepleraKalkulator Prędkości UcieczkiKalkulator Siły GrawitacjiKalkulator Prawa Beera-LambertaKalkulator równania NernstaKalkulator Ciśnienia OsmotycznegoKalkulator podwyższenia temperatury wrzeniaKalkulator obniżenia temperatury zamarzaniaKalkulator składu procentowegoKalkulator NormalnościKalkulator MolalnościKonwerter pKa na KaKalkulator Hendersona-HasselbalchaKalkulator Wydajności TeoretycznejKalkulator Reagenta OgraniczającegoKalkulator Konfiguracji ElektronowejInteraktywny Układ OkresowyGenerator Planów Lekcji AIGenerator Quizów AIGenerator Cytowań APA MLA ChicagoKalkulator frekwencjiKalkulator Wyniku APKalkulator Wyniku ACTKalkulator Wyniku SATKonwerter procentów na CGPAKonwerter CGPA na procentyŁatwy Kalkulator Ocen (EZ Grader)Kalkulator Kosztów Wychowania DzieckaKalkulator Rozmiaru PieluchGenerator Imion dla DzieciPredyktor Koloru Oczu DzieckaKalkulator Centylowy BMI dla DzieciKalkulator Przyszłego Wzrostu DzieckaKalkulator Czasu Podwojenia hCGKalkulator terminu porodu in vitroKalkulator ImplantacjiChiński Kalkulator Płci DzieckaFormater daty ISO 8601Konwerter Daty JuliańskiejKalkulator drzemekKalkulator faz KsiężycaKalkulator wschodu i zachodu słońcaZegar światowyKonwerter daty na cyfry rzymskieOdliczanie do EmeryturyKalkulator TrzeźwościKalkulator Połowy UrodzinKalkulator rocznicyKalkulator Numeru TygodniaKalkulator Podziału NapiwkówKalkulator ROI Email MarketinguKalkulator Kosztu Pozyskania LeadaKalkulator Kapitału Obrotowego