这款 细胞电位计算器 是一个计算电化学电池在 非标准条件电化学反应并不总是在标准条件下(298 K、1 个大气压和 1 M 浓度)发生,因此计算器可帮助您根据实际实验条件调整电池电位。
通过输入温度、浓度和所涉及的电子数量等各种因素,计算器可帮助您估算电池的电势。此计算对于确定反应的可行性以及了解电化学过程中能量的传递方式(例如在电池或燃料电池中)至关重要。
电池电位计算器公式
能斯特方程用于计算当条件偏离标准状态时的电池电位。公式如下:
Ecell = E°cell - (RT / nF) * ln(Q)
地点:
- 埃赛尔 = 非标准条件下的电池电位,以伏特(V)为单位。
- 大肠杆菌 = 标准电池电位(伏),在标准条件下确定(298 K、1 个大气压、1 M 浓度)。
- R = 通用气体常数(8.314 J/(mol·K))。
- T = 开尔文(K)的温度。
- n = 反应中转移的电子摩尔数。
- F = 法拉第常数(96485 C/mol)。
- Q =反应商,表示电化学反应中产物与反应物浓度之比。
该方程可以让你考虑浓度、温度和压力的变化,给你一个真实条件下细胞电位的准确表示。
一般术语和换算表
为了帮助您更好地理解计算细胞电位时使用的术语和概念,这里有一个包含常用术语及其定义的表格:
按揭年数 | 定义 |
---|---|
埃赛尔 | 非标准条件下的电池电位。以伏特 (V) 为单位。 |
大肠杆菌 | 标准电池电位,通常在 298 K、1 atm 和 1 M 浓度下测量。 |
R | 通用气体常数,约为8.314 J/(mol·K)。 |
T | 温度以开尔文 (K) 为单位。 |
n | 参与反应的电子摩尔数。 |
F | 法拉第常数,约为96485 C/mol。 |
Q | 反应商,产物和反应物浓度的比率。 |
ln(Q) | 反应商(Q)的自然对数。 |
电池电位计算器示例
让我们来计算一下 埃赛尔 使用能斯特方程。
示例数据:
- 大肠杆菌 = 1.10 V(标准电池电位)
- n = 2(转移的电子摩尔数)
- T = 298 K(温度)
- Q = 10(产物浓度/反应物比)
步骤1:应用能斯特方程:
Ecell = E°cell - (RT / nF) * ln(Q)
= 1.10 V - (8.314 J/mol·K * 298 K / (2 * 96485 C/mol)) * ln(10)
步骤2:计算值:
- RT / 纳法 = (8.314 * 298) / (2 * 96485) ≈ 0.0257 V
- ln(10) ≈2.3026
所以,
Ecell = 1.10 V - (0.0257 V * 2.3026)
= 1.10 V - 0.0592 V.
= 1.0408 V
因此,在给定的非标准条件下,电池电位约为 1.04 V.
最常见的常见问题解答
大肠杆菌 指标准电池电位,在标准条件下(298 K、1 个大气压和 1 M 浓度)确定。 埃赛尔另一方面,当条件不标准时,是实际电池电位。Nernst 方程有助于计算 埃赛尔 通过调整浓度和温度等因素。
温度在电化学反应中起着重要作用。随着温度升高,电池电位可能会发生变化,因为能斯特方程在计算中考虑了温度 (T)。这对于在高于或低于标准温度下发生的反应尤其重要。
反应商, Q是反应中产物与反应物的浓度之比。计算 Q,只需将产物浓度除以反应物浓度,然后以化学计量系数的幂计算即可。