Ląstelių EMF skaičiuoklė: Nernsto lygtis elektrocheminėms ląstelėms

Apskaičiuokite elektrocheminių ląstelių elektromotines jėgas (EMF) naudodami Nernsto lygtį. Įveskite temperatūrą, elektronų skaičių ir reakcijos koeficientą, kad nustatytumėte ląstelės potencialą.

Elementų EMF skaičiuoklė

Įvesties parametrai

Standartinė elementų potencialas (E°)

Temperatūra

Perduotų elektronų skaičius (n)

Reakcijos koeficientas (Q)

Rezultatai

Apskaičiuotas EMF:Prašome įvesti galiojančius duomenis

Nernsto lygtis

E = E° - (RT/nF) × ln(Q)

Elementų vizualizacija

Įveskite galiojančius duomenis, kad pamatytumėte vizualizaciją

📚

Dokumentacija

Elementų EMF Skaičiuoklė

Įvadas

Elementų EMF Skaičiuoklė yra galingas įrankis, sukurtas elektrokeminių elementų elektromotorinės jėgos (EMF) skaičiavimui naudojant Nernsto lygtį. EMF, matuojama voltais, atspindi elektrinį potencialo skirtumą, kurį generuoja galvaninis elementas ar baterija. Ši skaičiuoklė leidžia chemikams, studentams ir tyrėjams tiksliai nustatyti elementų potencialus įvairiomis sąlygomis, įvedant standartinį elementų potencialą, temperatūrą, perduodamų elektronų skaičių ir reakcijos koeficientą. Nesvarbu, ar dirbate laboratorijoje, studijuojate elektrokemiją, ar kuriate baterijų sistemas, ši skaičiuoklė suteikia tikslius EMF vertes, būtinas elektrokemijos elgsenai suprasti ir prognozuoti.

Nernsto Lygtis: EMF Skaičiavimų Pagrindas

Nernsto lygtis yra pagrindinė formulė elektrokemijoje, kuri sieja elementų potencialą (EMF) su standartiniu elementų potencialu ir reakcijos koeficientu. Ji atsižvelgia į nestandartines sąlygas, leidžiančias mokslininkams prognozuoti, kaip elementų potencialai keičiasi su skirtingomis koncentracijomis ir temperatūromis.

Formulė

Nernsto lygtis išreiškiama taip:

$E = E° - \frac{RT}{nF} \ln(Q)$

Kur:

$E$ = Elementų potencialas (EMF) voltais (V)
$E°$ = Standartinis elementų potencialas voltais (V)
$R$ = Universalus dujų konstanta (8.314 J/mol·K)
$T$ = Temperatūra Kelvinais (K)
$n$ = Perduodamų elektronų skaičius redoks reakcijoje
$F$ = Faradėjaus konstanta (96,485 C/mol)
$\ln(Q)$ = Natūralus logaritmas reakcijos koeficiento
$Q$ = Reakcijos koeficientas (produktų ir reagentų koncentracijų santykis, kiekvienas pakeltas iki jų stechiometrinių koeficientų)

Standartinėje temperatūroje (298.15 K arba 25°C) lygtis gali būti supaprastinta iki:

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

Kintamųjų Paaiškinimas

Standartinis Elementų Potencialas (E°): Potencialo skirtumas tarp katodo ir anodo standartinėmis sąlygomis (1M koncentracija, 1 atm slėgis, 25°C). Ši vertė yra specifinė kiekvienai redoks reakcijai ir gali būti rasta elektrokemijos lentelėse.
Temperatūra (T): Elementų temperatūra Kelvinais. Temperatūra veikia Gibbs'o laisvosios energijos entropijos komponentą, taip paveikdama elementų potencialą.
Perduodamų Elektronų Skaičius (n): Perduodamų elektronų skaičius subalansuotoje redoks reakcijoje. Ši vertė nustatoma iš subalansuotų pusiau reakcijų.
Reakcijos Koeficientas (Q): Produktų koncentracijų ir reagentų koncentracijų santykis, kiekvienas pakeltas iki jų stechiometrinių koeficientų. Bendroje reakcijoje aA + bB → cC + dD, reakcijos koeficientas yra:

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

Kraštutiniai Atvejai ir Apribojimai

Ekstremalios Temperatūros: Labai aukštose arba žemose temperatūrose gali prireikti atsižvelgti į papildomus veiksnius, tokius kaip aktyvumo koeficientų pokyčiai, siekiant tiksliai rezultatus.
Labai Didelės ar Mažos Q Vertės: Kai Q artėja prie nulio arba begalybės, skaičiuoklė gali pateikti ekstremalias EMF vertes. Praktikoje tokios ekstremalios sąlygos retai pasitaiko stabiliose elektrokemijos sistemose.
Neidealios Tirpalai: Nernsto lygtis daro prielaidą, kad tirpalai elgiasi idealiai. Labai koncentruotuose tirpaluose arba su tam tikrais elektrolitais gali pasireikšti nuokrypiai.
Negrįžtamos Reakcijos: Nernsto lygtis taikoma grįžtamosioms elektrokemijos reakcijoms. Negrįžtiniems procesams reikia atsižvelgti į papildomus perėjimo potencialus.

Kaip Naudoti Elementų EMF Skaičiuoklę

Mūsų skaičiuoklė supaprastina sudėtingą procesą, skirtą nustatyti elementų potencialus įvairiomis sąlygomis. Sekite šiuos žingsnius, kad apskaičiuotumėte EMF savo elektrokeminiam elementui:

Žingsnis po Žingsnio Gidas

Įveskite Standartinį Elementų Potencialą (E°):
- Įveskite standartinį redukcijos potencialą savo specifinei redoks reakcijai voltais
- Ši vertė gali būti rasta standartinėse elektrokemijos lentelėse arba apskaičiuota iš pusiau elementų potencialų
Nurodykite Temperatūrą:
- Įveskite temperatūrą Kelvinais (K)
- Atminkite, kad K = °C + 273.15
- Numatytoji vertė nustatyta 298 K (kambario temperatūra)
Įveskite Perduodamų Elektronų Skaičių (n):
- Įveskite perduodamų elektronų skaičių subalansuotoje redoks reakcijoje
- Tai turi būti teigiamas sveikasis skaičius, gautas iš jūsų subalansuotos lygties
Apibrėžkite Reakcijos Koeficientą (Q):
- Įveskite apskaičiuotą reakcijos koeficientą, remdamiesi produktų ir reagentų koncentracijomis
- Labai praskiestuose tirpaluose koncentracijų vertes galima naudoti kaip aktyvumo apytikslius
Peržiūrėkite Rezultatus:
- Skaičiuoklė iš karto parodys apskaičiuotą EMF voltais
- Apskaičiavimo detalės parodys, kaip Nernsto lygtis buvo taikyta jūsų specifiniams įvedimams
Kopijuokite arba Pasidalykite Savo Rezultatais:
- Naudokite kopijavimo mygtuką, kad išsaugotumėte savo rezultatus ataskaitoms ar tolesnei analizei

Pavyzdinė Apskaičiavimo

Apskaičiuokime EMF cinko-vario elementui su šiais parametrais:

Standartinė potencialas (E°): 1.10 V
Temperatūra: 298 K
Perduodamų elektronų skaičius: 2
Reakcijos koeficientas: 1.5

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

Skaičiuoklė automatiškai atlieka šį skaičiavimą, suteikdama jums tikslią EMF vertę.

EMF Skaičiavimų Naudojimo Atvejai

Elementų EMF Skaičiuoklė tarnauja daugybei praktinių taikymų įvairiose srityse:

1. Laboratoriniai Tyrimai

Tyrėjai naudoja EMF skaičiavimus, kad:

Prognozuotų elektrokeminių reakcijų kryptį ir apimtį
Sukurtų eksperimentinius nustatymus su specifiniais įtampos reikalavimais
Patvirtintų eksperimentinius rezultatus su teoriniais prognozėmis
Tyrinėtų koncentracijos ir temperatūros poveikį reakcijos potencialams

2. Baterijų Kūrimas ir Analizė

Baterijų technologijose EMF skaičiavimai padeda:

Nustatyti maksimalią teorinę įtampą naujoms baterijų sudėtims
Analizuoti baterijų veikimą skirtingomis eksploatavimo sąlygomis
Tyrinėti elektrolito koncentracijos poveikį baterijos išėjimui
Optimizuoti baterijų dizainus specifinėms taikymams

3. Korozijos Tyrimai

Korozijos inžinieriai naudoja EMF skaičiavimus, kad:

Prognozuotų korozijos potencialus įvairiose aplinkose
Sukurtų katodinės apsaugos sistemas
Įvertintų korozijos inhibitorių efektyvumą
Įvertintų skirtingų metalų suderinamumą galvaninėse porose

4. Švietimo Taikymas

Akademinėse aplinkose skaičiuoklė padeda:

Studentams mokytis elektrokemijos principų
Mokytojams demonstruoti koncentracijos ir temperatūros poveikį elementų potencialams
Laboratorijų kursams, reikalaujantiems tikslių įtampos prognozių
Patvirtinti rankinius skaičiavimus užduotyse

5. Pramoninė Elektrokemija

Pramonės šakos naudoja EMF skaičiavimus:

Elektrocheminio dengimo procesų optimizavimui
Elektrochezinio skaidymo efektyvumo gerinimui
Kokybės kontrolei elektrokemijos gamyboje
Nenumatytų įtampos svyravimų sprendimui

Alternatyvos Nernsto Lygtiai

Nors Nernsto lygtis yra pagrindinė EMF skaičiavimams, egzistuoja keletas alternatyvių metodų specifinėms situacijoms:

1. Butler-Volmer Lygtis

Sistema, kurioje kinetiniai veiksniai žymiai veikia stebimą potencialą: $i = i_0 \left[ \exp\left(\frac{\alpha_a n F \eta}{RT}\right) - \exp\left(-\frac{\alpha_c n F \eta}{RT}\right) \right]$

Ši lygtis sieja srovės tankį su perėjimo potencialu, teikdama įžvalgas apie elektrodų kinetiką.

2. Goldman Lygtis

Biologinėms sistemoms ir membranų potencialams: $E_m = \frac{RT}{F} \ln\left(\frac{P_K[K^+]_{out} + P_{Na}[Na^+]_{out} + P_{Cl}[Cl^-]_{in}}{P_K[K^+]_{in} + P_{Na}[Na^+]_{in} + P_{Cl}[Cl^-]_{out}}\right)$

Ši lygtis ypač naudinga neurobiologijoje ir ląstelių biologijoje.

3. Tafel Lygtis

Sistema, toli nuo pusiausvyros: $\eta = a \pm b \log|i|$

Šis supaprastintas santykis yra naudingas korozijos tyrimuose ir elektrocheminio dengimo taikymuose.

4. Koncentracijos Elementų Apskaičiavimai

Elementams, kur vienoda redoks pora egzistuoja skirtingomis koncentracijomis: $E = \frac{RT}{nF} \ln\left(\frac{[C]_{\text{katode}}}{[C]_{\text{anode}}}\right)$

Šis specializuotas atvejis eliminuoja standartinio potencialo terminą.

Istorinė EMF Skaičiavimų Raida

Elektromotorinės jėgos supratimas ir skaičiavimas per šimtmečius žymiai išsivystė:

Ankstyvieji Atradinėjimai (1700-1800 m.)

Kelionė prasidėjo su Alessandro Volta išradimu, vadinamu voltaine krūva, 1800 m., pirmąja tikra baterija. Šis proveržis sekė Luigi Galvani stebėjimais apie „gyvūnų elektrą“ 1780-aisiais. Volta darbas įtvirtino, kad elektrinis potencialas gali būti generuojamas cheminėmis reakcijomis, sudarant elektrokemijos pagrindus.

Nernsto Indėlis (XIX a. pabaiga)

Sritis dramatiškai pažengė, kai Walther Nernst, vokiečių fizinės chemijos mokslininkas, 1889 m. išvedė savo vardu pavadintą lygtį. Nernsto darbas sujungė termodinamiką su elektrokemija, parodant, kaip elementų potencialai priklauso nuo koncentracijos ir temperatūros. Šis proveržis pelnė jam Nobelio premiją chemijoje 1920 m.

Modernūs Pasiekimai (XX a. - Dabar)

Visą XX amžių mokslininkai tobulino mūsų supratimą apie elektrokeminius procesus:

Peter Debye ir Erich Hückel sukūrė elektrolitų tirpalų teorijas 1920-aisiais
Stiklo elektrodas 1930-aisiais leido tiksliai matuoti pH ir potencialą
John Bockris ir Aleksandr Frumkin tobulino elektrodų kinetikos teoriją 1950-aisiais
Skaitmeniniai potenciostatai 1970-aisiais revoliucionavo eksperimentinę elektrokemiją
Kompiuteriniai metodai 1990-aisiais ir vėliau leido molekulinį modeliavimą elektrokeminiuose procesuose

Šiandien elektrokemijos skaičiavimai apima sudėtingus modelius, atsižvelgiančius į neidealų elgesį, paviršiaus efektus ir sudėtingas reakcijų mechanikas, remdamiesi Nernsto pagrindinėmis įžvalgomis.

Dažniausiai Užduodami Klausimai

Kas yra Elektromotorinė Jėga (EMF)?

Elektromotorinė jėga (EMF) yra elektrinis potencialo skirtumas, generuojamas elektrokeminiu elementu. Ji atspindi energiją vienam įkrovimui, prieinamą iš redoks reakcijų, vykstančių elemente. EMF matuojama voltais ir nustato maksimalų elektrinį darbą, kurį elementas gali atlikti.

Kaip temperatūra veikia elementų potencialą?

Temperatūra tiesiogiai veikia elementų potencialą per Nernsto lygtį. Aukštesnės temperatūros padidina entropijos termino (RT/nF) reikšmę, potencialiai sumažindamos elementų potencialą reakcijoms su teigiamu entropijos pokyčiu. Daugumai reakcijų temperatūros didinimas šiek tiek sumažina elementų potencialą, nors santykis priklauso nuo specifinės reakcijos termodinamikos.

Kodėl mano apskaičiuota EMF yra neigiama?

Neigiama EMF rodo, kad reakcija, kaip parašyta, nėra spontaniška tiesiogine kryptimi. Tai reiškia, kad reakcija natūraliai vyktų atvirkštine kryptimi. Alternatyviai, tai gali rodyti, kad jūsų standartinio potencialo vertė gali būti neteisinga arba kad jūs apsikeitėte katodo ir anodo vaidmenimis savo skaičiavime.

Ar galiu naudoti Nernsto lygtį ne vandeniniuose tirpaluose?

Taip, Nernsto lygtis taikoma ne vandeniniams tirpalams, tačiau su svarbiais apsvarstymais. Turite naudoti aktyvumą, o ne koncentracijas, ir referenciniai elektrodai gali elgtis skirtingai. Standartiniai potencialai taip pat skirsis nuo tų, kurie yra vandeniniuose sistemose, reikalaujant specifinių vertybių jūsų tirpalo sistemai.

Kiek tiksliai Nernsto lygtis realiame pasaulyje?

Nernsto lygtis suteikia puikų tikslumą praskiestuose tirpaluose, kur aktyvumai gali būti apytiksliai laikomi koncentracijomis. Labai koncentruotuose tirpaluose, didelės jonų koncentracijos atveju ar ekstremalių pH sąlygomis gali pasireikšti nuokrypiai dėl neidealio elgsenos. Praktiniuose taikymuose ±5-10 mV tikslumas paprastai pasiekiamas tinkamai parinkus parametrus.

Koks skirtumas tarp E° ir E°'?

E° atspindi standartinį redukcijos potencialą standartinėmis sąlygomis (visi elementai 1M aktyvumo, 1 atm slėgis, 25°C). E°' (ištariama „E naught prime“) yra formali potencialas, kuris apima tirpalo sąlygų, tokių kaip pH ir kompleksų formavimas, poveikį. E°' dažnai yra praktiškesnis biocheminėms sistemoms, kur pH yra nustatytas nestandartinėmis vertėmis.

Kaip nustatyti perduodamų elektronų skaičių (n)?

Perduodamų elektronų skaičius (n) nustatomas iš subalansuotos redoks reakcijos. Parašykite pusiau reakcijas oksidacijai ir redukcijai, subalansuokite jas atskirai ir nustatykite, kiek elektronų yra perduodama. n vertė turi būti teigiamas sveikasis skaičius ir atspindi elektronų stechiometrinį koeficientą subalansuotoje lygtėje.

Ar EMF gali būti apskaičiuota koncentracijos elementams?

Taip, koncentracijos elementai (kur ta pati redoks pora egzistuoja skirtingomis koncentracijomis) gali būti analizuojami naudojant supaprastintą Nernsto lygties formą: E = (RT/nF)ln(C₂/C₁), kur C₂ ir C₁ yra koncentracijos katode ir anode, atitinkamai. Standartinio potencialo terminas (E°) šiuose skaičiavimuose atšaukiamas.

Kaip slėgis veikia EMF skaičiavimus?

Reakcijose, kuriose dalyvauja dujos, slėgis veikia reakcijos koeficientą Q. Pagal Nernsto lygtį, didinant dujų reagentų slėgį, padidėja elementų potencialas, o didinant dujų produktų slėgį, sumažėja. Šis poveikis įtraukiamas naudojant dalinius slėgius (atmosferose) reakcijos koeficiento skaičiavime.

Kokie yra Elementų EMF Skaičiuoklės apribojimai?

Skaičiuoklė daro prielaidą, kad tirpalai elgiasi idealiai, reakcijos yra visiškai grįžtamos, o temperatūra visame elemente yra pastovi. Ji gali neatsižvelgti į tokius efektus kaip jungčių potencialai, aktyvumo koeficientai koncentruotuose tirpaluose ar elektrodų kinetikos apribojimai. Labai tiksliems darbams ar ekstremalioms sąlygoms gali prireikti papildomų korekcijų.

Kodo Pavyzdžiai EMF Skaičiavimams

Python

1import math
2
3def calculate_emf(standard_potential, temperature, electron_count, reaction_quotient):
4    """
5    Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
6    
7    Argumentai:
8        standard_potential: Standartinis elementų potencialas voltais
9        temperature: Temperatūra Kelvinais
10        electron_count: Perduodamų elektronų skaičius
11        reaction_quotient: Reakcijos koeficientas
12        
13    Grąžina:
14        Elementų potencialas (EMF) voltais
15    """
16    # Konstantos
17    R = 8.314  # Dujų konstanta J/(mol·K)
18    F = 96485  # Faradėjaus konstanta C/mol
19    
20    # Apskaičiuoti RT/nF
21    rt_over_nf = (R * temperature) / (electron_count * F)
22    
23    # Apskaičiuoti natūralų logaritmą reakcijos koeficiento
24    ln_q = math.log(reaction_quotient)
25    
26    # Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
27    emf = standard_potential - (rt_over_nf * ln_q)
28    
29    return emf
30
31# Pavyzdžio naudojimas
32standard_potential = 1.10  # voltai
33temperature = 298  # Kelvinais
34electron_count = 2
35reaction_quotient = 1.5
36
37emf = calculate_emf(standard_potential, temperature, electron_count, reaction_quotient)
38print(f"Apskaičiuota EMF: {emf:.4f} V")
39

JavaScript

1function calculateEMF(standardPotential, temperature, electronCount, reactionQuotient) {
2  // Konstantos
3  const R = 8.314;  // Dujų konstanta J/(mol·K)
4  const F = 96485;  // Faradėjaus konstanta C/mol
5  
6  // Apskaičiuoti RT/nF
7  const rtOverNF = (R * temperature) / (electronCount * F);
8  
9  // Apskaičiuoti natūralų logaritmą reakcijos koeficiento
10  const lnQ = Math.log(reactionQuotient);
11  
12  // Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
13  const emf = standardPotential - (rtOverNF * lnQ);
14  
15  return emf;
16}
17
18// Pavyzdžio naudojimas
19const standardPotential = 1.10;  // voltai
20const temperature = 298;  // Kelvinais
21const electronCount = 2;
22const reactionQuotient = 1.5;
23
24const emf = calculateEMF(standardPotential, temperature, electronCount, reactionQuotient);
25console.log(`Apskaičiuota EMF: ${emf.toFixed(4)} V`);
26

Excel

1' Excel funkcija EMF skaičiavimui
2Function CalculateEMF(E0 As Double, T As Double, n As Integer, Q As Double) As Double
3    ' Konstantos
4    Const R As Double = 8.314   ' Dujų konstanta J/(mol·K)
5    Const F As Double = 96485   ' Faradėjaus konstanta C/mol
6    
7    ' Apskaičiuoti RT/nF
8    Dim rtOverNF As Double
9    rtOverNF = (R * T) / (n * F)
10    
11    ' Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
12    CalculateEMF = E0 - (rtOverNF * Application.Ln(Q))
13End Function
14
15' Naudojimas ląstelėje: =CalculateEMF(1.10, 298, 2, 1.5)
16

MATLAB

1function emf = calculateEMF(standardPotential, temperature, electronCount, reactionQuotient)
2    % Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
3    %
4    % Įvestys:
5    %   standardPotential - Standartinis elementų potencialas voltais
6    %   temperature - Temperatūra Kelvinais
7    %   electronCount - Perduodamų elektronų skaičius
8    %   reactionQuotient - Reakcijos koeficientas Q
9    %
10    % Išvestis:
11    %   emf - Elementų potencialas (EMF) voltais
12    
13    % Konstantos
14    R = 8.314;  % Dujų konstanta J/(mol·K)
15    F = 96485;  % Faradėjaus konstanta C/mol
16    
17    % Apskaičiuoti RT/nF
18    rtOverNF = (R * temperature) / (electronCount * F);
19    
20    % Apskaičiuoti natūralų logaritmą reakcijos koeficiento
21    lnQ = log(reactionQuotient);
22    
23    % Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
24    emf = standardPotential - (rtOverNF * lnQ);
25end
26
27% Pavyzdžio naudojimas
28standardPotential = 1.10;  % voltai
29temperature = 298;  % Kelvinais
30electronCount = 2;
31reactionQuotient = 1.5;
32
33emf = calculateEMF(standardPotential, temperature, electronCount, reactionQuotient);
34fprintf('Apskaičiuota EMF: %.4f V\n', emf);
35

Java

1public class EMFCalculator {
2    // Konstantos
3    private static final double R = 8.314;  // Dujų konstanta J/(mol·K)
4    private static final double F = 96485;  // Faradėjaus konstanta C/mol
5    
6    /**
7     * Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
8     * 
9     * @param standardPotential Standartinis elementų potencialas voltais
10     * @param temperature Temperatūra Kelvinais
11     * @param electronCount Perduodamų elektronų skaičius
12     * @param reactionQuotient Reakcijos koeficientas Q
13     * @return Elementų potencialas (EMF) voltais
14     */
15    public static double calculateEMF(double standardPotential, double temperature, 
16                                     int electronCount, double reactionQuotient) {
17        // Apskaičiuoti RT/nF
18        double rtOverNF = (R * temperature) / (electronCount * F);
19        
20        // Apskaičiuoti natūralų logaritmą reakcijos koeficiento
21        double lnQ = Math.log(reactionQuotient);
22        
23        // Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
24        double emf = standardPotential - (rtOverNF * lnQ);
25        
26        return emf;
27    }
28    
29    public static void main(String[] args) {
30        double standardPotential = 1.10;  // voltai
31        double temperature = 298;  // Kelvinais
32        int electronCount = 2;
33        double reactionQuotient = 1.5;
34        
35        double emf = calculateEMF(standardPotential, temperature, electronCount, reactionQuotient);
36        System.out.printf("Apskaičiuota EMF: %.4f V%n", emf);
37    }
38}
39

C++

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5/**
6 * Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
7 * 
8 * @param standardPotential Standartinis elementų potencialas voltais
9 * @param temperature Temperatūra Kelvinais
10 * @param electronCount Perduodamų elektronų skaičius
11 * @param reactionQuotient Reakcijos koeficientas Q
12 * @return Elementų potencialas (EMF) voltais
13 */
14double calculateEMF(double standardPotential, double temperature, 
15                   int electronCount, double reactionQuotient) {
16    // Konstantos
17    const double R = 8.314;  // Dujų konstanta J/(mol·K)
18    const double F = 96485;  // Faradėjaus konstanta C/mol
19    
20    // Apskaičiuoti RT/nF
21    double rtOverNF = (R * temperature) / (electronCount * F);
22    
23    // Apskaičiuoti natūralų logaritmą reakcijos koeficiento
24    double lnQ = std::log(reactionQuotient);
25    
26    // Apskaičiuoti EMF naudojant Nernsto lygtį
27    double emf = standardPotential - (rtOverNF * lnQ);
28    
29    return emf;
30}
31
32int main() {
33    double standardPotential = 1.10;  // voltai
34    double temperature = 298;  // Kelvinais
35    int electronCount = 2;
36    double reactionQuotient = 1.5;
37    
38    double emf = calculateEMF(standardPotential, temperature, electronCount, reactionQuotient);
39    std::cout << "Apskaičiuota EMF: " << std::fixed << std::setprecision(4) << emf << " V" << std::endl;
40    
41    return 0;
42}
43

Elektrokeminių Elementų Vizualizacija

E = E° - (RT/nF)ln(Q)

Nuorodos

Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Elektrocheminiai Metodai: Pagrindai ir Taikymas (2-asis leidimas). John Wiley & Sons.
Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Atkinso Fizikinė Chemija (10-asis leidimas). Oxford University Press.
Bagotsky, V. S. (2005). Elektrocheminiai Pagrindai (2-asis leidimas). John Wiley & Sons.
Bockris, J. O'M., & Reddy, A. K. N. (2000). Moderni Elektrochemija (2-asis leidimas). Kluwer Akademiniai Leidiniai.
Hamann, C. H., Hamnett, A., & Vielstich, W. (2007). Elektrochemija (2-asis leidimas). Wiley-VCH.
Newman, J., & Thomas-Alyea, K. E. (2012). Elektrocheminės Sistemos (3-iasis leidimas). John Wiley & Sons.
Pletcher, D., & Walsh, F. C. (1993). Pramoninė Elektrochemija (2-asis leidimas). Springer.
Wang, J. (2006). Analitinė Elektrochemija (3-iasis leidimas). John Wiley & Sons.

Išbandykite Mūsų Elementų EMF Skaičiuoklę Šiandien!

Mūsų Elementų EMF Skaičiuoklė suteikia tikslius, momentinius rezultatus jūsų elektrokemijos skaičiavimams. Nesvarbu, ar esate studentas, mokantis apie Nernsto lygtį, tyrėjas, atliekantis eksperimentus, ar inžinierius, kuriantis elektrokemines sistemas, šis įrankis sutaupys jums laiko ir užtikrins tikslumą. Įveskite savo parametrus dabar, kad apskaičiuotumėte tikslią EMF savo specifinėms sąlygoms!

💬

Atsiliepimai

💬

Spustelėkite atsiliepimo skanėlį, norėdami pradėti teikti atsiliepimus apie šį įrankį

🔗

Susiję įrankiai

Raskite daugiau įrankių, kurie gali būti naudingi jūsų darbo eiga.