ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್

ಪರಿಚಯ

ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸೆಲ್‌ಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೋಟಿವ್ ಫೋರ್ಸ್ (ಇಎಮ್‌ಎಫ್) ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯುವ ಇಎಮ್‌ಎಫ್, ಗಾಲ್ವಾನಿಕ್ ಸೆಲ್ ಅಥವಾ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ವಿವಿಧ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಖಚಿತವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿ, ತಾಪಮಾನ, ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ನೀವು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದೀರಾ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದೀರಾ ಅಥವಾ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುತ್ತಿದ್ದೀರಾ, ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ವರ್ತನೆವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಊಹಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಖಚಿತ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣ: ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವ ಆಧಾರ

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿ (ಇಎಮ್‌ಎಫ್) ಅನ್ನು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸುತ್ತಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ಲಿನ ಮೂಲಭೂತ ಸೂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಇದು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಹೊರತಾಗಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುತ್ತದೆ, ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಗಳು ಬದಲಾಗುವಾಗ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಸೂತ್ರ

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

$E = E° - \frac{RT}{nF} \ln(Q)$

ಅಲ್ಲಿ:

• $E$ = ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿ (ಇಎಮ್‌ಎಫ್) ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (V)
• $E°$ = ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿ ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (V)
• $R$ = ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಗ್ಯಾಸ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (8.314 J/mol·K)
• $T$ = ಕೆಲ್ವಿನ್ (K) ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ
• $n$ = ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ
• $F$ = ಫಾರಾಡೇಯ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (96,485 C/mol)
• $\ln(Q)$ = ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಲಾಗ್
• $Q$ = ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖ (ಉತ್ಪನ್ನ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರಮಾಣ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು ತನ್ನ ಸ್ಥಿತಿಗತಿಯ ಅಂಕಿಗಳ ಶಕ್ತಿಗೆ ಏರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ)

ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (298.15 K ಅಥವಾ 25°C), ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

$E = E° - \frac{0.0592}{n} \log_{10}(Q)$

ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ

1. ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿ (E°): ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ (1M ಸಾಂದ್ರತೆ, 1 atm ಒತ್ತಣೆ, 25°C) ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಅನೋಡ್ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸ. ಈ ಮೌಲ್ಯವು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಟೇಬಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.

2. ತಾಪಮಾನ (T): ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೆಲ್‌ನ ತಾಪಮಾನ. ತಾಪಮಾನವು ಗಿಬ್ಸ್ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಯ ಎಂಟ್ರೋಪಿಯ ಅಂಶವನ್ನು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

3. ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ (n): ಸಮತೋಲಿತ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವಿನಿಮಯಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ. ಈ ಮೌಲ್ಯವು ಸಮತೋಲಿತ ಅರ್ಧ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

4. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖ (Q): ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರಮಾಣ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು ತನ್ನ ಸ್ಥಿತಿಗತಿಯ ಅಂಕಿಗಳ ಶಕ್ತಿಗೆ ಏರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ aA + bB → cC + dD ಗೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖ:

   $Q = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$

ತೀವ್ರ ಪ್ರಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ನಿರ್ಬಂಧಗಳು

1. ತೀವ್ರ ತಾಪಮಾನಗಳು: ಅತ್ಯಂತ ಉಷ್ಣ ಅಥವಾ ತಂಪಾದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಖಚಿತ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗಾಗಿ ಚಲನಶೀಲತೆ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರಬಹುದು.

2. ಬಹಳ ದೊಡ್ಡ ಅಥವಾ ಚಿಕ್ಕ Q ಮೌಲ್ಯಗಳು: Q ಶೂನ್ಯ ಅಥವಾ ಅನಂತದತ್ತ ಹತ್ತಿರವಾದಾಗ, ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ತೀವ್ರ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದು. ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ಈ ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಸ್ಥಿರ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪವಾಗಿ ಇರುವುದಿಲ್ಲ.

3. ಅನಿಯಮಿತ ಪರಿಹಾರಗಳು: ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ಪರಿಹಾರಗಳ ಆದರ್ಶ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಅತ್ಯಂತ ಸಾಂದ್ರಿತ ಪರಿಹಾರಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ, ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.

4. ಅನಿರ್ವಾಯಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು: ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ಪುನರಾವೃತ್ತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ವಾಯಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಓವರ್ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸುವುದು

ನಮ್ಮ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ವಿವಿಧ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸೆಲ್‌ಗಾಗಿ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಈ ಹಂತಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ:

ಹಂತ-ಹಂತ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ

1. ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (E°) ನಮೂದಿಸಿ:

   • ನಿಮ್ಮ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಕಡಿತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಿ
   • ಈ ಮೌಲ್ಯವು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಟೇಬಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಅರ್ಧ-ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಗಳಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು

2. ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಗೊಳಿಸಿ:

   • ಕೆಲ್ವಿನ್ (K) ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
   • K = °C + 273.15 ಅನ್ನು ನೆನೆಸಿಕೊಳ್ಳಿ
   • ಡೀಫಾಲ್ಟ್ 298 K (ಕೋಣೆ ತಾಪಮಾನ) ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ

3. ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು (n) ನಮೂದಿಸಿ:

   • ಸಮತೋಲಿತ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವಿನಿಮಯಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
   • ಇದು ನಿಮ್ಮ ಸಮತೋಲಿತ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಪಡೆದ ಪಾಸಿಟಿವ್ ಇಂಟೆಜರ್ ಆಗಿರಬೇಕು

4. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖವನ್ನು (Q) ನಿರ್ಧರಿಸಿ:

   • ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
   • ದ್ರವ್ಯಮಾನ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗಾಗಿ, ಸಾಂದ್ರತಾ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಚಲನಶೀಲತೆಗಳ ಅಂದಾಜುಗಳಂತೆ ಬಳಸಬಹುದು

5. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಿ:

   • ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ತಕ್ಷಣವೇ ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ
   • ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ವಿವರಗಳು ನಿಮ್ಮ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ

6. ನಿಮ್ಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನಕಲಿಸಿ ಅಥವಾ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಿ:

   • ವರದಿಗಳು ಅಥವಾ ಮುಂದಿನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ನಿಮ್ಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಉಳಿಸಲು ನಕಲು ಬಟನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿರಿ

ಉದಾಹರಣೆಯ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆ

ಜಿಂಕ್-ಕೋಪ್ಪರ್ ಸೆಲ್‌ಗಾಗಿ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕೋಣ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು:

• ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶಕ್ತಿ (E°): 1.10 V
• ತಾಪಮಾನ: 298 K
• ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ: 2
• ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖ: 1.5

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು: $E = 1.10 - \frac{8.314 \times 298}{2 \times 96485} \ln(1.5)$ $E = 1.10 - 0.0128 \times 0.4055$ $E = 1.10 - 0.0052$ $E = 1.095 \text{ V}$

ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಈ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯನ್ನು ಸ್ವಯಂವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ನೀವು ಖಚಿತ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೀರಿ.

ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸುವ ಪ್ರಕರಣಗಳು

ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಸೇವಿಸುತ್ತದೆ:

1. ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಸಂಶೋಧನೆ

ಸಂಶೋಧಕರು ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ:

• ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಊಹಿಸಲು
• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಸೆಟಪ್‌ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು
• ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಿದ್ಧಾಂತದ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳ ವಿರುದ್ಧ ಪರಿಶೀಲಿಸಲು
• ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಶಕ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು

2. ಬ್ಯಾಟರಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಬ್ಯಾಟರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ:

• ಹೊಸ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಂಯೋಜನೆಗಳ ಗರಿಷ್ಠ ಸಿದ್ಧಾಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು
• ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು
• ಬ್ಯಾಟರಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು
• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು

3. ಕೋರೋಶನ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳು

ಕೋರೋಶನ್ ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ:

• ವಿವಿಧ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಕೋರೋಶನ್ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು
• ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ರಕ್ಷಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು
• ಕೋರೋಶನ್ ನಿರೋಧಕಗಳ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು
• ಗಾಲ್ವಾನಿಕ್ ಜೋಡಿಗಳಲ್ಲಿನ ವಿಭಿನ್ನ ಲೋಹಗಳ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು

4. ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು

ಶಿಕ್ಷಣ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ:

• ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಕಲಿಯುತ್ತಿರುವ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ
• ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಗಳ ಮೇಲೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತಿರುವ ಶಿಕ್ಷಕರಿಗೆ
• ಖಚಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿರೀಕ್ಷಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಕೋರ್ಸ್‌ಗಳಿಗೆ
• ಸಮಸ್ಯೆ ಸೆಟ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಕೈಯಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು

5. ಕೈಗಾರಿಕಾ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ

ಉದ್ಯೋಗಗಳು ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳಿಂದ ಪ್ರಯೋಜನ ಪಡೆಯುತ್ತವೆ:

• ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಪ್ಲೇಟಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ತಮೀಕರಣ
• ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಸಿಸ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸುಧಾರಣೆ
• ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಗುಣಮಟ್ಟದ ನಿಯಂತ್ರಣ
• ನಿರೀಕ್ಷಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಸ್ಥಿರತೆಗಳನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣಕ್ಕೆ ಪರ್ಯಾಯಗಳು

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗೆ ಮೂಲಭೂತವಾದಾಗ, ಕೆಲವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯ ವಿಧಾನಗಳು ಇವೆ:

1. ಬಟ್ಲರ್-ವೋಲ್ಮರ್ ಸಮೀಕರಣ

ಗತಿಶೀಲತೆಯ ಅಂಶಗಳು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ: $i = i_0 \left[ \exp\left(\frac{\alpha_a n F \eta}{RT}\right) - \exp\left(-\frac{\alpha_c n F \eta}{RT}\right) \right]$

ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಪ್ರೇರಣೆಯ ಅತಿರೇಕವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ದಟ್ಟಣೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಗತಿಶೀಲತೆಯ ಕುರಿತು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

2. ಗೋಲ್ಡ್ಮಾನ್ ಸಮೀಕರಣ

ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಶಕ್ತಿಗಳಿಗಾಗಿ: $E_m = \frac{RT}{F} \ln\left(\frac{P_K[K^+]_{out} + P_{Na}[Na^+]_{out} + P_{Cl}[Cl^-]_{in}}{P_K[K^+]_{in} + P_{Na}[Na^+]_{in} + P_{Cl}[Cl^-]_{out}}\right)$

ಈ ಸಮೀಕರಣವು ನ್ಯೂರೋಸೈನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಕೋಶಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.

3. ಟಾಫೆಲ್ ಸಮೀಕರಣ

ಸಮತೋಲಿತದ ದೂರದಲ್ಲಿ ಇರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ: $\eta = a \pm b \log|i|$

ಈ ಸರಳ ಸಂಬಂಧವು ಕೋರೋಶನ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಪ್ಲೇಟಿಂಗ್ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.

4. ಸಾಂದ್ರತಾ ಸೆಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳು

ಒಂದು ಸಮಾನ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಜೋಡಿಯ ವಿಭಿನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಇರುವ ಸೆಲ್‌ಗಳಿಗೆ: $E = \frac{RT}{nF} \ln\left(\frac{[C]_{\text{cathode}}}{[C]_{\text{anode}}}\right)$

ಈ ವಿಶೇಷ ಪ್ರಕರಣವು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶಕ್ತಿ ಅಂಶವನ್ನು ರದ್ದುಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯ ಐತಿಹಾಸಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ

ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೋಟಿವ್ ಫೋರ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮತ್ತು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು ಶತಮಾನದ ಹಿಂದೆ ಬಹಳಷ್ಟು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿದೆ:

ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ಪತ್ತೆಗಳು (1700-1800)

ಈ ಪಯಣವು 1800ರಲ್ಲಿ ಅಲೆಸ್ಯಾಂಡ್ರೋ ವೋಲ್ಟಾ ಅವರ ವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಪೈಲ್ ಅನ್ನು ಆವಿಷ್ಕಾರ ಮಾಡಿದಾಗ ಆರಂಭವಾಯಿತು, ಇದು ಮೊದಲ ನಿಜವಾದ ಬ್ಯಾಟರಿ. ಈ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಕಾರ್ಯವು 1780ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಲುಜೀ ಗಾಲ್ವಾನಿಯ "ಪ್ರಾಣಿಗಳ ವಿದ್ಯುತ್" ಅನ್ನು ಗಮನಿಸಿದ ನಂತರ ನಡೆಯಿತು. ವೋಲ್ಟಾ ಅವರ ಕಾರ್ಯವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಬಹುದು ಎಂದು ಸ್ಥಾಪಿತ ಮಾಡಿತು, ಇದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯ ಆಧಾರವನ್ನು ಹಾಕಿತು.

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಕೊಡುಗೆ (1800ರ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ)

ಈ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಾಲ್ತರ್ ನರ್‌ಸ್ಟ್ನವರು 1889ರಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಹೆಸರಿನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದಾಗ ಬಹಳಷ್ಟು ಮುಂದುವರಿಯಿತು. ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಕಾರ್ಯವು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆ ಬದಲಾಯಿಸುವಂತೆ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಗಳು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಕಾರ್ಯವು 1920ರಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಗೆದ್ದಿತು.

ಆಧುನಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಳು (1900-ಪ್ರಸ್ತುತ)

20ನೇ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದರು:

• ಪೀಟರ್ ಡೆಬೈ ಮತ್ತು ಎರಿಕ್ ಹುಕ್ಕೆಲ್ 1920ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಪರಿಹಾರಗಳ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮಾಡಿದರು
• 1930ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಗ್ಲಾಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ precise pH ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು
• ಜಾನ್ ಬಾಕ್‌ರಿಸ್ ಮತ್ತು ಅಲೆಕ್ಸಾಂಡರ್ ಫ್ರಮ್‌ಕಿನ್ 1950ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಗತಿಶೀಲತೆಯ ತತ್ವವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು
• 1970ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಡಿಜಿಟಲ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಸ್ಟಾಟ್‌ಗಳು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯನ್ನು ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಿದವು
• 1990ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ನಂತರದಲ್ಲಿ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಣು-ಮಟ್ಟದ ಮಾದರಿಯು ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ

ಇಂದು, ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳು ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಮೂಲಭೂತ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತಿರುವ ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೋಟಿವ್ ಫೋರ್ಸ್ (ಇಎಮ್‌ಎಫ್) ಏನು?

ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೋಟಿವ್ ಫೋರ್ಸ್ (ಇಎಮ್‌ಎಫ್) ಒಂದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸೆಲ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ. ಇದು ಸೆಲ್‌ನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಚಾರ್ಜ್‌ಗೆ. ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಅನ್ನು ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೆಲ್ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಯ ಗರಿಷ್ಠ ವಿದ್ಯುತ್ ಶ್ರಮವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.

ತಾಪಮಾನವು ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ?

ತಾಪಮಾನವು ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣದ ಮೂಲಕ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಗಳು ಎಂಟ್ರೋಪಿಯ ಅಂಶವನ್ನು (RT/nF) ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಧನಾತ್ಮಕ ಎಂಟ್ರೋಪಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚು ತಾಪಮಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಂಬಂಧವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ.

ನನ್ನ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಶೂನ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆ?

ಶೂನ್ಯ ಇಎಮ್‌ಎಫ್, ಬರೆಯಲ್ಪಟ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮುಂದಿನ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ನಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಹಿಂದಿನ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಅಥವಾ, ನಿಮ್ಮ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶಕ್ತಿ ಮೌಲ್ಯವು ತಪ್ಪಾಗಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ನೀವು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಅನೋಡ್‌ನ ಪಾತ್ರಗಳನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದ್ದೀರಿ ಎಂಬುದನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ನಾನು ನಾನ್-ಆಕ್ವಿಯಸ್ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗಾಗಿ ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದೇ?

ಹೌದು, ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ನಾನ್-ಆಕ್ವಿಯಸ್ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪರಿಗಣನೆಗಳು ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತವೆ. ನೀವು ಚಲನಶೀಲತೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು, ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶಕ್ತಿಗಳು ಆಕ್ವಿಯಸ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿನವುಗಳಿಂದ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ನಿಮ್ಮ ದ್ರವ್ಯಮಾನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ವಾಸ್ತವಿಕ ಜಗತ್ತಿನ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಖಚಿತವಾಗಿದೆ?

ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು ದ್ರವ್ಯಮಾನ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಖಚಿತತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಚಲನಶೀಲತೆಗಳನ್ನು ಸಾಂದ್ರತೆಗಳ ಮೂಲಕ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು. ಸಾಂದ್ರಿತ ಪರಿಹಾರಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಐಯಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ತೀವ್ರ pH ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಅನಿಯಮಿತ ವರ್ತನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ, ಸರಿಯಾದ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ±5-10 mV ಖಚಿತತೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

E° ಮತ್ತು E°' ನಡುವೆ ಏನು ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ?

E° ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಕಡಿತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ (ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಭಾವಿತ 1M, 1 atm ಒತ್ತಣೆ, 25°C). E°' (ಊಹಿಸುವಂತೆ "E ನಾಟ್ ಪ್ರೈಮ್") ಶ್ರೇಣೀಬದ್ಧ ಶಕ್ತಿ, ಇದು pH ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ರೂಪಣೆಯಂತಹ ಪರಿಹಾರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. E°' ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ pH ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ.

ನಾನು ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು (n) ಹೇಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತೇನೆ?

ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು (n) ಸಮತೋಲಿತ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಮತ್ತು ಕಡಿತದ ಅರ್ಧ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬರೆಯಿರಿ, ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಸಮತೋಲಿತ ಮಾಡಿ ಮತ್ತು ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ. n ಮೌಲ್ಯವು ಪಾಸಿಟಿವ್ ಇಂಟೆಜರ್ ಆಗಿರಬೇಕು ಮತ್ತು ಸಮತೋಲಿತ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸ್ಥಿತಿಗತಿಯ ಅಂಕಿಯ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಏನು ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಅನ್ನು ಸಾಂದ್ರತಾ ಸೆಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು?

ಹೌದು, ಸಾಂದ್ರತಾ ಸೆಲ್‌ಗಳು (ಅಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಜೋಡಿ ವಿಭಿನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಇದೆ) ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣದ ಸರಳ ರೂಪವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ: E = (RT/nF)ln(C₂/C₁), ಅಲ್ಲಿ C₂ ಮತ್ತು C₁ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಅನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಾಗಿವೆ. ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶಕ್ತಿ ಅಂಶ (E°) ಈ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ರದ್ದುಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಒತ್ತಣೆ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ?

ಗ್ಯಾಸುಗಳ ಒಳಗೊಂಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ, ಒತ್ತಣೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖ Q ಅನ್ನು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣದ ಪ್ರಕಾರ, ಗ್ಯಾಸುಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳ ಒತ್ತಣೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಒತ್ತಣೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉಲ್ಲೇಖ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗಶಃ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್‌ನ ನಿರ್ಬಂಧಗಳು ಏನು?

ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಪರಿಕರಗಳು ಶ್ರೇಣೀಬದ್ಧ ವರ್ತನೆಯನ್ನು, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪುನರಾವೃತ್ತತೆಯನ್ನು ಮತ್ತು ಸೆಲ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರಂತರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಶಕ್ತಿಗಳು, ಸಾಂದ್ರಿತ ಪರಿಹಾರಗಳಲ್ಲಿ ಚಲನಶೀಲತೆ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳು ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಗತಿಶೀಲತೆಯ ನಿರ್ಬಂಧಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸದಿರಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಖಚಿತವಾದ ಕೆಲಸ ಅಥವಾ ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶುದ್ಧೀಕರಣಗಳು ಅಗತ್ಯವಿರಬಹುದು.

ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳಿಗೆ ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

ಪೈಥಾನ್

ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್

ಎಕ್ಸೆಲ್

ಮ್ಯಾಟ್‌ಲ್ಯಾಬ್

ಜಾವಾ

C++

ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸೆಲ್ ದೃಶ್ಯೀಕರಣ

E = E° - (RT/nF)ln(Q)

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

1. ಬಾರ್ಡ್, ಎ. ಜೆ., & ಫಾಲ್ಕ್ನರ್, ಎಲ್. ಆರ್. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). ಜಾನ್ ವಿಲಿ & ಸನ್‌ಗಳು.

2. ಅಟ್ಕಿನ್ಸ್, ಪಿ., & ಡಿ ಪೌಲಾ, ಜೆ. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10th ed.). ಆಕ್ಸ್ಫರ್ಡ್ ಯುನಿವರ್ಸಿಟಿ ಪ್ರೆಸ್.

3. ಬಾಗೋಟ್‌ಸ್ಕಿ, ವಿ. ಎಸ್. (2005). Fundamentals of Electrochemistry (2nd ed.). ಜಾನ್ ವಿಲಿ & ಸನ್‌ಗಳು.

4. ಬಾಕ್‌ರಿಸ್, ಜೆ. ಓ'ಎಮ್., & ರೆಡ್ಡಿ, ಎ. ಕೆ. ಎನ್. (2000). Modern Electrochemistry (2nd ed.). ಕ್ಲುವರ್ ಅಕಾಡೆಮಿಕ್ ಪಬ್ಲಿಷರ್‌ಗಳು.

5. ಹಾಮಾನ್, ಸಿ. ಎಚ್., ಹಾಮ್ನೆಟ್, ಎ., & ವಿಯೆಲ್ಸ್ಟಿಚ್, ವಿ. (2007). Electrochemistry (2nd ed.). ವೈಲಿ-ವಿಿಎಚ್.

6. ನ್ಯೂಮನ್, ಜೆ., & ಥಾಮಸ್-ಆಲ್ಯಾ, ಕೆ. ಇ. (2012). Electrochemical Systems (3rd ed.). ಜಾನ್ ವಿಲಿ & ಸನ್‌ಗಳು.

7. ಪ್ಲೆಚರ್, ಡಿ., & ವಾಲ್‌ಶ್, ಎಫ್. ಸಿ. (1993). Industrial Electrochemistry (2nd ed.). ಸ್ಪ್ರಿಂಗರ್ನ.

8. ವಾಂಗ್, ಜೆ. (2006). Analytical Electrochemistry (3rd ed.). ಜಾನ್ ವಿಲಿ & ಸನ್‌ಗಳು.

ನಮ್ಮ ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಇಂದು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ!

ನಮ್ಮ ಸೆಲ್ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ನಿಮ್ಮ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳಿಗೆ ಖಚಿತ, ತಕ್ಷಣದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ನೀವು ನರ್‌ಸ್ಟ್ನ ಸಮೀಕರಣದ ಕುರಿತು ಕಲಿಯುತ್ತಿರುವ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯಾಗಿದ್ದೀರಾ, ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತಿರುವ ಸಂಶೋಧಕರಾಗಿದ್ದೀರಾ ಅಥವಾ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುತ್ತಿರುವ ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಆಗಿದ್ದೀರಾ, ಈ ಸಾಧನವು ನಿಮಗೆ ಸಮಯವನ್ನು ಉಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಖಚಿತತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಈಗ ನಮೂದಿಸಿ ನಿಮ್ಮ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗಾಗಿ ಖಚಿತ ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ!