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 znaków KsiężycaKalkulator Kompatybilności MiłosnejGenerator losowych datKalkulator znaków słońca, księżyca i ascendentu 🌞🌙✨Losowy generator przedmiotówRozdzielacz obrazówKalkulator Znaku WenusPrzelicznik stóp na metryGenerator Prawda czy WyzwanieGenerator losowych słów angielskichLosowy Generator Drabinki TurniejowejKalkulator numerów aniołaStatystyki Kanału YouTubeKalkulator prędkości jazdy na rowerzeGenerator Losowych PosiłkówKalkulator liczby ścieżek życiaLosowanie listyLosowy Generator GrupLicznik SylabLosowy selektor filmówLosowy generator zwierzątCyfrowy Kalkulator DuszyKalkulator Znaku MarsaLosowanie komentarzy YouTubeKalkulator Dnia Roku - Który Dzień Roku Jest Dzisiaj?Kalkulator znaku księżycowegoKonwerter liczb rzymskichGenerator losowych supermocyPrzelicznik cm na stopy i caleKalkulator Obwodu ElipsyWyszukiwanie Adresu MACRozdzielacz AudioGenerator Kart BingoKonwerter stóp i cali na centymetryGenerator krzyżówekKalkulator Liczby ImieniaKalkulator inflacji w USAKalkulator dźwigni kryptoKalkulator testu chi-kwadratWyszukiwanie IDentyfikatora użytkownika InstagramKalkulator PrzeciwprostokątnejGenerator wykreślanekKalkulator PrędkościMagiczna Kula 8Sortować alfabetycznieKalkulator Liczby EkspresjiGenerator kodu Morse'aKalkulator nachylenia i stopniaKonwerter Rozmiarów UbrańGenerator szablonu rozwinięcia stożkaJaki jest mój szczęśliwy numer?Kalkulator przedawkowania kofeinyKonwerter ułamkowy czasuLosowy Generator KolorówPołącz filmyGenerator Małego Tekstu ⁽ᶜᵒᵖʸ ⁿ ᵖᵃˢᵗᵉ⁾Kalkulator Zarobków na TikTokuKalkulator wschodu i zachodu słońcaKonwerter Czasu na DziesiętnyGenerator adresów MAC⏱️ Kalkulator GodzinKalkulator tempa pływaniaZaawansowany analizator kompatybilności znaków zodiakuGenerator losowych ciągówSprawdzacz Nazwy Użytkownika w Mediach SpołecznościowychKalkulator ilości cyfrKalkulator atan2Kalkulator Numerów MistrzowskichGenerator losowych krajówOdwrotny TekstKalkulator schodówLosowy SelektorEkstraktor AudioKalkulator Powrotu SaturnaKompresor WideoNazwij generator losowyGenerator losowych kart kredytowychGenerator numerów loteriiKalkulator HbA1cKalkulator zarobków YouTubeKalkulator toksyczności czekoladyKonwerter FPSGenerator losowych pytańKalkulator decybeli (dB)Kalkulator deficytu kalorycznego🔍 Sprawdzacz PlagiatuGenerator losowego adresu IPKalkulator Monetyzacji YouTube ShortsKalkulator Zmiany ProcentowejKalkulator TransformatoraLosowy Generator LiterNotatnik OnlineGenerator Losowego Stanu USAKalkulator arcus tangensaKonwerter binarny na dziesiętnyNarzędzie do liczenia wierszyKalkulator dnia tygodnia urodzeniaKalkulator Długości ŁukuKalkulator Kąta UkośnegoKalkulator Równowagi Żywiołów AstrologicznychPredyktor wagi szczeniakaKalkulator konwersji skali modeluLosowy Generator Postaci RPGPrzesunięcie czasu SRTUsuń puste linieAnalizator adresów MACGenerator kodów kreskowychGenerator Losowych UrodzinGenerator Przepisów AI ze SkładnikówKalkulator Prawa Cosinusów👙 Kalkulator Rozmiaru BiustonoszaRzut kostkąSortuj LiczbyDekoder Alfabetu Morse'aGenerator LabiryntówGenerator losowej godzinyKalkulator Pola Wielokąta NieregularnegoKalkulator Rozszerzalności CieplnejKonwerter rozmiaru plikuPrzelicznik uncji na gramyDetektor treści AIGenerator codziennych afirmacjiKalkulator Momentu Dokręcania ŚrubKalkulator podwójnych całekKalkulator zysku i straty z akcjiKonwerter HTML na tekstGenerator historii AIGenerator losowych wymówekGenerator połącz kropkiKonwerter cali na centymetryKonwerter Radianów na StopnieLooper MP3Usuń dźwięk z wideoGenerator Tekstu PrzekreślonegoKalkulator dnia tygodniaKalkulator pochodnych cząstkowychKalkulator Ściętego StożkaKalkulator Względnego Odchylenia StandardowegoKonwerter stopni na radianyLicznik Punktów w TenisieLista Lat PrzestępnychDodaj lub Zamień Dźwięk w FilmieKalkulator Biegu 12-Minutowego CooperaKoder Base64Konwerter HexadecymalnyTester siły hasłaEkstraktor Obrazów z WideoGenerator losowego PINGenerator losowych emojiHumanizator tekstu AIInterpretator snów AIKalendarz retrogradacji MerkuregoKalkulator 0–60 i Ćwierć MiliKalkulator dziennego procentu składanegoKalkulator HexKalkulator Systemu BloczkówKalkulator Szczęśliwych LiczbKalkulator współczynnika parkingowegoKalkulator zakwasuLosowanie liczbLosowy selektor wierszyOdwracacz kolorówTabela ASCIIKonwerter wideo na Twittera (X)Generator gamertagówGenerator nazw drużynGenerator pseudonimówGenerator nazw rapowychGenerator nazw zespołówGenerator fantastycznych imionGenerator ciasteczek z wróżbąGenerator pomysłów na rysunekGenerator podpowiedzi do dziennikaGenerator komplementówGenerator tekstów na podrywGenerator sucharówGenerator losowych żartówGenerator losowych ciekawostekGenerator pytań quizowychGenerator słów do gry w wisielcaGenerator słów do PictionaryGenerator kalamburówGenerator pytań na przełamanie lodówGenerator Nigdy PrzenigdyGenerator Wolisz czyGenerator podziękowań AIGenerator 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 JPGKompresuj PDFPodziel PDFPołącz PDFPrzelicznik PT na PXPrzelicznik PX na REMPrzelicznik toli na gramyPrzelicznik indyjskich jednostek ziemiKonwerter mcg na mgGenerator tekstów piosenek AIGenerator wierszy 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 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 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 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 SAT