Что такое уравнение Нернста?

Давайте углубимся в уравнение Нернста вместе с доктором Лутцем Штратманном. Хотите узнать больше об уравнении Нернста? Посмотрите базу знаний PalmSens: https://www.palmsens.com/knowledgebase-topic/nernst-equation/ Обзор потенциостатов PalmSens, поддерживающих электрохимическую импедансную спектроскопию, можно найти здесь: https://www.palmsens.com/product-select/ Текст: Здравствуйте! Сейчас мы рассмотрим одно из двух важнейших уравнений в электрохимии — уравнение Нернста. Вот как выглядело уравнение Нернста. Оно было обнаружено, когда мы изучали различные электрохимические ячейки и пытались выяснить, какие условия изменяют потенциал и как. И тогда мы нашли уравнение Нернста. Важно отметить, что уравнение Нернста описывает только одну полуячейку. То есть мы рассматриваем, например, один металлический лист в воде. Затем мы можем использовать уравнение Нернста для обеих сторон этой ячейки и узнать разность потенциалов между ними. Что теперь входит в уравнение Нернста? Какие параметры мы рассматриваем? Мы хотим рассчитать потенциал нашей системы. Итак, потенциал уже есть. Теперь у нас есть второй потенциал. Это стандартный потенциал. Поэтому вам нужно знать ваш окислительно-восстановительный потенциал в стандартных условиях, если вы хотите использовать уравнение Нернста. Затем у вас есть температура, количество обмениваемых электронов. Так, в вашей реакции, если вы окисляете медь до меди-2, вы удаляете два электрона из меди. Таким образом, это будет 2. У нас здесь две константы. У нас есть постоянная Фарадея и универсальная газовая постоянная. Они всегда одинаковы. Затем у нас есть логарифм отношения активности окисленного вида к активности восстановленного вида. Все это довольно много. И, честно говоря, в большинстве случаев вы не будете использовать эту общую форму, но вы немного упростите все это. Например, у нас обычно одинаковая температура, около 25 градусов. Обычно нет большой разницы между активностью и концентрацией, и работать с концентрациями гораздо проще. Поэтому мы можем вынести коэффициенты активности из этого логарифма, подставить их в стандартный потенциал, а также логарифмы с основанием E немного сложны. Давайте преобразуем их в логарифм с основанием 10. В результате мы получим эту версию уравнения, где у нас есть это фиксированное число, но теперь у нас также есть формальный потенциал. Это уже не стандартный потенциал, а немного другой потенциал. Теперь у нас есть логарифм по основанию 10, и мы используем концентрацию вместо активности. Уравнение Нернста делает еще одну удобную вещь. Если мы действительно очень подробно рассмотрим уравнение Нернста, то оно в основном представляет собой связь между потенциалом электрода и соотношением окисленных и восстановленных частиц перед электродом. До сих пор мы использовали это только в одном направлении, верно? Мы всегда изучали, как потенциал зависит от химической среды? Ведь мы создавали своего рода маленькие батарейки. Но мы можем перевернуть ситуацию. Кроме того, потенциал может определять химическую среду. Допустим, у нас есть электрод, перед которым находится определенное соотношение O и R, то есть окисленных и восстановленных частиц. Теперь мы увеличиваем потенциал. Тогда мы видим, что кислорода стало больше, чем раньше, и если мы увеличим его еще больше, кислорода станет еще больше. Таким образом, уравнение Нернста также описывает, как ведут себя системы, когда потенциал является лимитирующим фактором. И вы можете увидеть это в различных измерениях, например, в линейной вольтамперометрии. Но это не единственное влияние, поэтому вы увидите и это, например, диффузию. Теперь вы знаете, что описывает уравнение Нернста. Если вы хотите увидеть его в действии, вы можете сделать это практически с помощью любого электрохимического метода — например, линейной вольтамперометрии? И все наши потенциал-статистики могут это сделать. Хорошего дня, спасибо за просмотр! Разделы: 0:00 Введение 0:15 Какова цель уравнения Нернста? 0:47 Какие параметры входят в уравнение Нернста? 1:42 Упрощенное уравнение Нернста 2:32 Что можно сделать с уравнением Нернста? 3:45 Пожалуйста, подпишитесь на наш канал YouTube и найдите нас в LinkedIn https://www.linkedin.com/company/palmsens-bv/