The Nernst Persamaan , yang dikembangkan oleh kimiawan dan fisikawan Jerman Walther Hermann Nernst, adalah hubungan kuantitatif yang memungkinkan menghitung gaya gerak listrik dari baterai, untuk konsentrasi ion yang berbeda dari satu unit. Juga digunakan untuk perhitungan titrasi oksidasi-reduksi.
Variasi energi bebas, G, dari setiap reaksi dan variasi energi bebas standar, G °, terkait melalui reaksi berikut:
Dimana Q adalah ekspresi dari hukum aksi massa reaksi. Untuk reaksi reduksi oksida, kita harus:
kamu
Jadi, untuk reaksi redoks, kita memiliki:
– nFE = – nFE 0 + RT ln Q
atau
Makhluk:
R = 8,315 JK -1 mol -1 ;
T = 298,2 K (25 ° C);
F = 96485 C mol -1
Mengganti nilai R, T dan P dalam persamaan sebelumnya, kita memiliki:
Atau, persamaan ini dapat ditulis dalam logaritma desimal:
Dalam persamaan ini, arti komponen-komponennya adalah sebagai berikut: Eº adalah gaya gerak listrik atau potensial normal sel yang sesuai (diperoleh dari potensial normal elektroda); R adalah konstanta gas universal; T adalah suhu dalam skala absolut; F adalah muatan listrik satu mol elektron; n adalah jumlah elektron yang ditransfer; Q adalah hasil bagi reaksi. Hasil bagi ini adalah produk dari konsentrasi spesies aktif dari anggota kedua dari reaksi reduksi oksi, dinaikkan ke koefisien stoikiometri masing-masing (koefisien yang mendahului rumus dalam persamaan kimia yang seimbang), dan penyebutnya adalah produk analog dari yang konsentrasi reagen.
Potensial-standar dan konstanta kesetimbangan
Ketika suatu sistem mencapai kesetimbangan, energi bebas produk sama dengan energi bebas reaktan, yaitu, G = 0. Ketika sistem ini milik sel galvanik, sel tidak menghasilkan tegangan, yaitu, «E »Dari sel adalah nol, karena tidak ada reaksi yang terjadi di salah satu indra. Dalam kesetimbangan, ekspresi Q dari hukum aksi massa menjadi sama dengan K. Jadi, dalam kondisi ini, persamaan Nernst ditulis sebagai:
atau
Bahwa pada 25 ° C, tetap:
atau
Dengan salah satu cara ini, menjadi mungkin untuk menghitung E 0 dari K, atau sebaliknya.
Dan siapakah Hermann Nernst…?
Fisikawan dan kimiawan Jerman di Universitas Berlin lahir di Briesen, kemudian Prusia, yang mengucapkan hukum ketiga termodinamika (1906) yang memberinya Hadiah Nobel dalam Kimia (1920) dan dengan karyanya membantu membangun fisika-kimia cararn. Putra seorang hakim distrik, Gustav Nernst, ia dididik di Gimnasium di Graudentz, dan belajar di Universitas Zurich, Berlin dan Graz, di mana ia belajar fisika dan matematika dengan Ludwig Boltzmann dan Albert von Ettinghausen. Kemudian ia memperoleh gelar Ph.D. di Würzburg (1887), dipandu oleh fisikawan Friedrich Kohlrausch. Setelah bekerja selama beberapa waktu di Leipzig ia memegang posisi profesor fisika dan kimia di Universitas Göttingen (1891-1905), di mana ia mendirikan Institut Kimia, Fisika dan Elektrokimia (1895), dan Berlin, di mana ia juga direktur Institut Kimia Fisik Universitas itu (1905-1925).
Dia diangkat sebagai presiden Institut Fisika Teknik Berlin-Charlottenburg (1922-1933) dan sejak itu dia mengabdikan dirinya untuk studi akustik dan astrofisika. Dia bekerja di bidang elektrokimia, termodinamika, kimia keadaan padat, dan fotokimia. Dia menyelidiki panas spesifik padatan dan suhu rendah dan hubungannya dengan teori kuantum dan juga mengusulkan teori reaksi berantai atom dalam fotokimia. Dia dianugerahi Hadiah Nobel dalam Kimia (1920) untuk karyanya dengan termokimia, terutama dari pengucapan hukum ketiga termodinamika, yang menurut entropi suatu materi cenderung untuk membatalkan ketika suhunya mendekati nol mutlak, juga disebut teorema panas. Selama hidupnya sebagai ilmuwan, ia juga mengembangkan teori osmotik untuk menjelaskan dan menentukan potensi elektroda sel konsentrasi, merumuskan hukum distribusi materi antara dua fase, menemukan apa yang disebut lampu Nernst yang filamennya bisa menahan suhu di atas 1000 ° C, keseimbangan mikro, piano listrik dan persamaan Nernst yang terkenal dan meninggal di Muskau, Ober-Zibelle, Jerman.