ҚҰлажанов қ. С., Таусарова б. Р

Нернст теңдеуі
Электродтық потенциал электродтың табиғатынан, температурадан, ерітіндідегі металл иондарының белсенділігінен, зат бөлшегінің валенттігінен тәуелді. Бұл тәуелділік Нернст теңдеумен өрнектеледі:

Е  E⁰  ^RT
nF

• 
  lg a
  

(6.8)

Мұнда Е – электродтық потенциал;
Е₀ - стандартты электродтық потенциал – бірге тең иондардың белсенділігі кезіндегі электродтардың потенциалы; R – универсал газ тұрақтысы, 8,314 Дж/моль К; Т – температура; n – электрон заряды; F – Фарадей тұрақтысы; 9,648 ∙10⁴ кг/моль; а – ерітіндідегі иондардың белсенділігі.

Сұйытылған ерітінділер үшін:


E  E⁰  ^RT
nF
m – ерітіндінің молялдығы, моль/кг.

• 
  lg m
  

( 6.9)

298 К (25⁰С) температура үшін Нернст теңдеуі былай болады:


E  E⁰  ^0,059  lg m
n
(6.10)

E  E⁰  ^RT
nF

• 
  lg
  

^а ок
^а вос
(6.11)

мұнда а_тотығу – заттың тотыққан формасының белсенділігі; а_{тотықсыздану} – заттың тотықсызданған формасының белсенділігі; Е₀ - тотығу-тотықсызданудың стандартты потенциалы.
Концентрациялық элементтер үшін:

E  E⁰  ^RT  lg ^а1
nF а ₂
(6.12)

а_1, а₂ – әртүрлі концентрациясы бар иондардың белсенділігі.
Сол жақта жазылған оң мәні Е ˃ 0 гальваникалық элементтің электродында өздігінен тотығу жүреді, екіншісінде – заттың тотықсыздануы жүреді.
Мысалы, гальваникалық элемент үшін:
PtSn²⁺, Sn⁴⁺ ¦ Fe³⁺, Fe²⁺Pt Е ˃ 0 мәні реакцияның өздігінен жүретінін көрсетеді:
Sn²⁺ + 2Fe³⁺Sn⁴⁺ + 2 Fe²⁺
Е ˂ 0 кезінде, гальваникалық элементте өздігінен өтетін реакция жүреді.
Sn⁴⁺ + 2Fe²⁺Sn²⁺ + 2Fe³⁺
Элементтің ЭҚК есептеп, теңдеу бойынша Гиббс энергия өзгерісін анықтауға болады:

G  nFE
n –электрондық процесске қатысатын электрондар саны. F – Фарадей тұрақтысы (96500 Кал/моль).
(6.13)

_ DG _

^{ S} S   ^dG  nF ^dE

екенін ескерсек, (6.14)



dT
 
_P
dT dT

^dE - ЭҚК температуралық коэффициенті.
dT




H  nF^ E  T ^{dE }

 _dT 
(6.15)

мұндаН – электродтық процесстің жылу эффектісі.