Uprość swój przepływ pracy: Wyszukaj miniwebtool.
Dodaj
Powiązane narzędzia
Kalkulator RozcieńczaniaKalkulator Konfiguracji ElektronowejKalkulator Hendersona-HasselbalchaKalkulator Reagenta OgraniczającegoKalkulator Wydajności Teoretycznej
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 MiłosnejGenerator Prawda czy WyzwanieKalkulator kompatybilności znaków KsiężycaRozdzielacz obrazówKalkulator znaków słońca, księżyca i ascendentu 🌞🌙✨Przelicznik stóp na metryKalkulator Znaku WenusLosowy generator przedmiotówLicznik SylabLosowy Generator Drabinki TurniejowejKalkulator prędkości jazdy na rowerzeStatystyki Kanału YouTubeLosowy Generator GrupGenerator losowych kart kredytowychLosowy selektor filmówGenerator Losowych PosiłkówKalkulator numerów aniołaGenerator Kart BingoLosowy generator zwierzątLosowanie listywyszukiwanie-adresu-MACGenerator losowych słów angielskichKalkulator znaku księżycowegoGenerator kodu Morse'aGenerator szablonu rozwinięcia stożkaKalkulator PrzeciwprostokątnejMagiczna Kula 8Sortować alfabetycznieKalkulator liczby ścieżek życiaGenerator wykreślanekKalkulator nachylenia i stopniaLosowy Generator KolorówGenerator krzyżówekJaki jest mój szczęśliwy numer?Kalkulator dziennego procentu składanegoKalkulator dźwigni kryptoKonwerter ułamkowy czasuGenerator Małego Tekstu ⁽ᶜᵒᵖʸ ⁿ ᵖᵃˢᵗᵉ⁾Kalkulator Zmiany ProcentowejCyfrowy Kalkulator DuszyKalkulator Obwodu ElipsyRozdzielacz AudioWyszukiwanie IDentyfikatora użytkownika InstagramKonwerter Czasu na DziesiętnyGenerator Losowych UrodzinWalidator XMLLosowanie komentarzy YouTubeKalkulator przedawkowania kofeinyGenerator losowych datKalkulator Dnia Roku - Który Dzień Roku Jest Dzisiaj?Kalkulator Względnego Odchylenia StandardowegoGenerator losowej godzinyGenerator Tekstu Przekreślonego👙 Kalkulator Rozmiaru BiustonoszaKalkulator inflacji w USAKalendarz retrogradacji MerkuregoKalkulator Kąta UkośnegoKalkulator Numerów MistrzowskichKalkulator Długości Łuku⏱️ Kalkulator GodzinKalkulator Liczby ImieniaLosowy Generator LiterWyszukiwanie identyfikatora użytkownika FacebookaKalkulator zarobków YouTubeKalkulator Czasu TrwaniaKalkulator Reguły TrapezówKalkulator testu chi-kwadratKonwerter binarny na dziesiętnyKalkulator Monetyzacji YouTube ShortsKalkulator ZaokrąglaniaKompresor WideoKonwerter Rozmiarów UbrańKalkulator tempa pływaniaKalkulator Wielkości EfektuPrzelicznik cm na stopy i caleKalkulator xG (Oczekiwane Gole) w Piłce NożnejGenerator kodów kreskowychGenerator numerów loteriiKalkulator Powrotu SaturnaGenerator losowych ciągówGenerator losowych krajówNarzędzie do liczenia wierszyKalkulator bonusówKalkulator ciąży u psaKonwerter liczb rzymskichKonwerter stóp i cali na centymetryLista Lat PrzestępnychNazwij generator losowyGenerator losowych wymówekKalkulator kołowyKalkulator Temperatury WrzeniaKalkulator współczynnika zmiennościKonwerter dziesiętny na szesnastkowyLooper MP3Sortuj LiczbyGenerator połącz kropkiKalkulator BitowyKalkulator Zarobków na TikTokuKonwerter szesnastkowy na dziesiętnyKalkulator Liczby EkspresjiEkstraktor Obrazów z WideoKalkulator budowy ciałaKalkulator TransformatoraKalkulator EBITPredyktor wagi szczeniakaKalkulator Wielokąta ForemnegoKonwerter cali na centymetryZaawansowany analizator kompatybilności znaków zodiakuKalkulator ilości cyfrKonwerter gramów na funtyOdwrotny TekstPrzelicznik Metrów na StopyKalkulator arcus tangensaGenerator Kamień Papier NożyceKalkulator przepływu w rurachLosowanie liczbKalkulator GFRkalkulator-hba1cKalkulator schodówWyszukiwarka Cytatów (Angielski)Ekstraktor AudioKalkulator decybeli (dB)Kalkulator deficytu kalorycznegoKalkulator Momentu BezwładnościKonwerter DMS na stopnie dziesiętneKonwerter rozmiarów butówNotatnik OnlineParafrazer AITabela ASCIIKalkulator włóczkiKalkulator średniej arytmetycznejSprawdzacz Nazwy Użytkownika w Mediach SpołecznościowychKalkulator Numeru PrzeznaczeniaGenerator LabiryntówKalkulator czasu chłodzenia piwaKalkulator Obciążenia BelkiKalkulator rozmiaru wydruku i rozdzielczości (DPI/PPI)Konwerter dziesiętny na binarnyOdliczanie do EmeryturyDetektor treści AIGenerator Losowego Stanu USAGenerator Rozkładu GaussaKalkulator powierzchni kołaKalkulator Rozszerzalności CieplnejKalkulator zakwasuKonwerter binarny na szesnastkowyKonwerter Radianów na StopnieDodaj lub Zamień Dźwięk w FilmieDodaj tekst do obrazuHumanizator tekstu AIKalkulator kwadratowyKalkulator pozycji słońca⬛ Kalkulator Proporcji EkranuKalkulator sinusaKalkulator Trójkąta ProstokątnegoKalkulator wiekuKonwerter Daty JuliańskiejKonwerter Rozmiaru PierścionkaLista liczb pierwszychLosowy selektor wierszyPołącz filmyPrzelicznik wagiRzut monetą🔍 Sprawdzacz PlagiatuTester siły hasłaCzytnik tekstu na mowęGenerator Liczb LosowychKalkulator Dzielnika NapięciaKalkulator pochodnych cząstkowychKalkulator Przełożenia RoweruKonwerter HEIC na JPGOdwracacz kolorówPobieracz Miniatur YouTubeKalendarz dnia rokuGenerator adresów MACKalkulator ImplantacjiKalkulator OdprawyKalkulator percentyla wzrostuKalkulator Połowy UrodzinKalkulator Równowagi Żywiołów AstrologicznychKalkulator sumy kontrolnej CRC32Kalkulator zamiany ułamka dziesiętnego na zwykłyKalkulator Wagi StaliKalkulator Zarobków na TwitchKonwerter CMYK na HEXUpraszczacz Algebry Boole’aZegar światowyKalkulator 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 Spożycia Mleka dla NiemowlątKalkulator Rozmiaru PieluchGenerator Imion dla DzieciPredyktor Koloru Oczu DzieckaKalkulator Centylowy BMI dla DzieciKalkulator Przyszłego Wzrostu DzieckaKalkulator Czasu Podwojenia hCGKalkulator terminu porodu in vitroChiński Kalkulator Płci DzieckaFormater daty ISO 8601Kalkulator drzemekKalkulator faz KsiężycaKalkulator wschodu i zachodu słońcaKonwerter daty na cyfry rzymskieKalkulator TrzeźwościKalkulator rocznicyKalkulator Numeru TygodniaKalkulator Podziału NapiwkówKalkulator ROI Email MarketinguKalkulator Kosztu Pozyskania LeadaKalkulator Kapitału ObrotowegoKalkulator Marży PokryciaKalkulator FIFO / LIFOKalkulator Zapasu BezpieczeństwaKalkulator Punktu Ponownego ZamówieniaKalkulator Ekonomicznej Wielkości Zamówienia EOQKalkulator AmortyzacjiKalkulator cen rękodziełaKalkulator Ceny HurtowejKalkulator Zysku ShopifyKalkulator Amazon FBAKalkulator Opłat eBayKalkulator Opłat EtsyKalkulator Opłat StripeKalkulator Opłat PayPalKonwerter Kursów BukmacherskichKalkulator DziesięcinyKalkulator ZakatKalkulator Opłaty Skarbowej w Wielkiej BrytaniiKalkulator Zwolnienia HRAKalkulator GratuityKalkulator NPSKalkulator EPFKalkulator PPFKalkulator RDKalkulator SWPKalkulator Gross-UpKalkulator Porównania PożyczekKalkulator Wykorzystania KredytuKalkulator drabiny CDKalkulator Bonów Skarbowych T-BillKalkulator Obligacji IKalkulator Oszczędności na Studia 529Kalkulator HSAKalkulator podwyżki wynagrodzeniaGenerator FakturKalkulator diet delegacyjnychKalkulator KilometrówkiKalkulator Podwyżki CzynszuKalkulator Czynszu ProporcjonalnegoKalkulator Przystępności CzynszuKalkulator Całkowitej Ceny SamochoduKalkulator Dostępności SamochoduKalkulator Kredytu MotocyklowegoKalkulator Kredytu na KamperaKalkulator Kredytu na ŁódźKalkulator Kredytu na DziałkęKalkulator Kredytu BudowlanegoKalkulator kredytu hipotecznego - tylko odsetkiKalkulator Kredytu BalonowegoKalkulator Punktów HipotecznychKalkulator PMIKalkulator Dwutygodniowych Spłat Kredytu HipotecznegoKalkulator Kredytu Hipotecznego ARMKalkulator Pożyczki VAKalkulator Wynagrodzenia NettoGenerator zapytań SQL AIGenerator RegEx AIWizualizator danych AI (wklej CSV)Analizator Tonu Tekstu AIAnalizator CV z AIKonwerter Jednostek AI (Język Naturalny)Generator Listu z Przeprosinami AIGenerator Uprzejmych Wymówek AIGenerator Planu Podróży AIGenerator Listy Lektur AIGenerator Planu Treningowego AIGenerator Planu Posiłków AIGenerator Pomysłów na Prezenty AIGenerator Przepisów AI ze SkładnikówKalkulator ROI StypendiówKalkulator Kosztów StudiówKalkulator Godzin Nauki do Płynności JęzykowejGenerator Quizów SłownictwaGenerator Notatek CornellaKalkulator Krzywej UczeniaPlaner Powtórek Interwałowych FiszekKalkulator Mieszania Kolorów FarbKalkulator Fugi do PłytekKalkulator Zdolności Procesu Six SigmaLosowy Generator Postaci RPG