Uprość swój przepływ pracy: Wyszukaj miniwebtool.
Dodaj
Zobacz też
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 Znaku WenusGenerator Prawda czy WyzwanieKalkulator kompatybilności znaków KsiężycaRozdzielacz obrazówWyszukiwarka Cytatów (Angielski)Kalkulator prędkości jazdy na rowerzeKalkulator znaków słońca, księżyca i ascendentu 🌞🌙✨Losowy generator przedmiotówPrzelicznik stóp na metryLosowy Generator Drabinki TurniejowejKalkulator numerów aniołaLosowanie listyGenerator Losowych PosiłkówStatystyki Kanału YouTubeLosowy Generator GrupGenerator losowych słów angielskichKalkulator Obwodu ElipsyGenerator Losowych UrodzinKalkulator liczby ścieżek życiaLosowy generator zwierzątGenerator kodu Morse'aKonwerter liczb rzymskichGenerator wykreślanekLosowy Generator KolorówKalkulator nachylenia i stopniaRozdzielacz AudioKalkulator Dnia Roku - Który Dzień Roku Jest Dzisiaj?Losowanie komentarzy YouTubeGenerator losowych kart kredytowychWyszukiwanie IDentyfikatora użytkownika InstagramSortuj LiczbyKalkulator Zmiany ProcentowejGenerator krzyżówekGenerator szablonu rozwinięcia stożkaKalkulator przedawkowania kofeinyKalkulator znaku księżycowegoCyfrowy Kalkulator DuszyKalkulator pozycji słońcaKalkulator tempa pływaniaJaki jest mój szczęśliwy numer?Kalkulator PrzeciwprostokątnejLosowy selektor filmówWyszukiwanie Adresu MACKonwerter Rozmiarów UbrańKonwerter Czasu na DziesiętnySortować alfabetycznieKalkulator Monetyzacji YouTube ShortsKalkulator Względnego Odchylenia StandardowegoLicznik SylabMagiczna Kula 8Konwerter stóp i cali na centymetryGenerator losowej godzinyKalkulator dźwigni kryptoGenerator Kart BingoGenerator komend GitGenerator numerów loteriiSprawdzacz Nazwy Użytkownika w Mediach SpołecznościowychGenerator losowych datKalkulator daty poczęciaKalkulator Obciążenia BelkiKonwerter Radianów na StopnieKalkulator Zarobków na TikTokuKalkulator inflacji w USA👙 Kalkulator Rozmiaru BiustonoszaKonwerter RGB na szesnastkowyLosowanie liczbGenerator losowych supermocyKalkulator PrędkościDekoder Alfabetu Morse'aHumanizator tekstu AIKonwerter ułamkowy czasuKonwerter temperatury Celsjusza na Fahrenheita🔍 Sprawdzacz PlagiatuGenerator Losowych Zdań po AngielskuGenerator Małego Tekstu ⁽ᶜᵒᵖʸ ⁿ ᵖᵃˢᵗᵉ⁾⏱️ Kalkulator GodzinKalkulator Liczby ImieniaKalkulator Spożycia Mleka dla NiemowlątKonwerter HEX na CMYKGenerator losowych ciągówPredyktor wagi szczeniakaPrzelicznik cm na stopy i cale🖱️ Licznik KliknięćNotatnik OnlineGenerator losowych wymówekKalkulator zysku i straty z akcjiKalkulator czasu chłodzenia piwaKalkulator Numerów MistrzowskichWyszukiwanie identyfikatora użytkownika FacebookaEkstraktor Obrazów z WideoGenerator Losowych AktywnościGenerator połącz kropkiKalkulator faz KsiężycaKalkulator ryzyka chorób sercaKalkulator Numeru PrzeznaczeniaKalkulator Powrotu SaturnaKalkulator siły siłownika hydraulicznegoKalkulator Liczby EkspresjiGenerator Losowych Zadań MatematycznychKalkulator arcus tangensaKalkulator Długości ŁukuKalkulator sinusaKalkulator Temperatury WrzeniaKonwerter szesnastkowy na dziesiętnyLooper MP3Przelicznik centymetrów na calePrzelicznik milimetrów na caleGenerator losowego PINKalkulator wschodu i zachodu słońcaKalkulator zarobków YouTubeKompresor WideoNazwij generator losowyDetektor treści AIGenerator Tekstu do Góry NogamiGenerator Tekstu PrzekreślonegoKalkulator Dokładnego Testu FisheraKalkulator Fahrenheita na CelsjuszaKalkulator Pola Wielokąta NieregularnegoEkstraktor liczbGenerator losowych kart do gryKalkulator ciąży u psaKalkulator decybeli (dB)Kalkulator konwersji skali modeluKalkulator modularnej odwrotności multiplikatywnejKalkulator Rozszerzalności CieplnejKalkulator Równowagi Żywiołów AstrologicznychNarzędzie do liczenia wierszyRzut monetąUsuń dźwięk z wideoKalkulator ModuloWalidator XMLKalkulator Prędkości DźwiękuKalkulator Siły Ciosu BokserskiegoTrener Liczenia w PamięciEkstraktor AudioGenerator Nonogramów (Picross)Kalkulator ilości cyfrKalkulator Rozmiaru Klatki dla PtakówKalkulator testu chi-kwadratKalkulator Timera 555Kalkulator toksyczności czekoladyKalkulator TransformatoraKonwerter CMYK na HEXKonwerter współrzędnych biegunowych na kartezjańskiePrzelicznik Metrów na StopyGenerator adresów MACGenerator anagramówGenerator losowego adresu IPKalkulator ABV KoktajluKalkulator Czasu PływówKalkulator GFRKalkulator Hex📅 Kalkulator Różnicy DatKonwerter DMS na stopnie dziesiętneKonwerter rozmiaru plikuPodziel PDFGenerator LabiryntówGenerator PaletKalkulator BinarnyKalkulator Czasu Oglądania YouTubeKalkulator Numeru TygodniaKalkulator pokrycia dachowegoKalkulator Prędkości KątowejKalkulator Rozkładu Masy PojazduKalkulator Rozmiaru TVKalkulator schodówKalkulator włóczkiKonwerter FPSKonwerter HTML na tekstGenerator losowych krajówLosowy selektor wierszyOdliczanie do EmeryturyPrzycinacz WideoGenerator kodów kreskowychGenerator kryptogramówGenerator Listy PakowaniaGenerator losowych współrzędnychKalkulator bonusówKalkulator HbA1cKalkulator Momentu Dokręcania ŚrubKalkulator pola powierzchniKalkulator Przełożenia RoweruKalkulator Punktu ZwrotnegoKalkulator Szczęśliwych LiczbKalkulator wiekuKalkulator Współczynnika DyskontowegoKompresuj PDFKonwerter binarny na dziesiętnyKonwerter cali na centymetryLista Lat PrzestępnychLosowy Generator Postaci RPGMałe i Duże LiteryGenerator przemówień weselnych AIGenerator komunikatów prasowych AIGenerator opisów produktów AIGenerator skryptów wideo AIGenerator tytułów i opisów YouTube AIGenerator podpisów na Instagram AIGenerator nagłówka i bio LinkedIn AIGenerator punktów CV AIGenerator listów motywacyjnych AIGenerator tekstów rap AISpłaszczanie PDFOdblokuj PDF — usuń hasło właścicielaEkstraktor tekstu z PDFEkstraktor stron PDFLicznik słów w PDFZabezpiecz PDF hasłemDodaj numery stron do PDFZmień kolejność stron PDFUsuń strony PDFObróć PDFJPG na PDFPDF na JPGPołącz PDFPrzelicznik PT na PXPrzelicznik PX na REMPrzelicznik toli na gramyPrzelicznik indyjskich jednostek ziemiKonwerter mcg na mgGenerator tekstów piosenek AIGenerator wierszy AIGenerator historii AITłumacz AIStreszczarka tekstu AIKonwerter mg na mlKonwerter MPH na KMH / KMH na MPHKonwerter węzłów na MPHMetry sześcienne na stopy sześcienneKonwerter stóp sześciennych na jardy sześcienneKonwerter stóp kwadratowych na metry kwadratoweKonwerter 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 milimetryKonwerter 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 nartKalkulator rozmiaru roweruTimer splitów do speedrunuKalkulator StablefordaKalkulator checkoutu w darcieKalkulator ekonomiczności bowlinguKalkulator strike rate w krykiecieKalkulator Net Run RateKalkulator współczynnika K/DKalkulator rankingu EloKalkulator 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 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 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 drzemekZegar światowyKonwerter daty na cyfry rzymskieKalkulator TrzeźwościKalkulator Połowy UrodzinKalkulator rocznicyKalkulator Podziału NapiwkówKalkulator ROI Email MarketinguKalkulator Kosztu Pozyskania LeadaKalkulator Kapitału Obrotowego