Chimica generale/Equazione di Nernst

Indice del libro

GeneralitàChimica_generale/Generalità Teoria atomicaChimica generale/Teoria atomica Il legame chimicoChimica generale/Il legame chimico IoniChimica generale/Ioni Sistema periodico degli elementiChimica generale/Sistema periodico degli elementi Tavola periodicaChimica generale/Tavola periodica Gruppi e periodi Proprietà periodicheChimica generale/Proprietà periodiche Raggio atomicoChimica generale/Raggio atomico Metalli di transizioneChimica generale/Metalli di transizione SoluzioniChimica generale/Soluzioni SolubilitàChimica generale/Solubilità ConcentrazioneChimica generale/Concentrazione

DistillazioneChimica generale/Distillazione Proprietà colligativeChimica generale/Proprietà colligative ElettrolitiChimica generale/Elettroliti Grado di dissociazioneChimica generale/Grado di dissociazione Conducibilità elettrolitica Acidi e basiChimica generale/Acidi e basi TermodinamicaChimica generale/Termodinamica Variabili termodinamicheChimica generale/Variabili termodinamiche Stati di aggregazioneChimica generale/Stati di aggregazione Legge dei gas idealiChimica generale/Legge dei gas ideali Cinetica chimicaChimica generale/Cinetica chimica Equilibrio chimicoChimica generale/Equilibrio chimico Costanti di equilibrioChimica generale/Costanti di equilibrio

Principio di Le ChâtelierChimica generale/Principio di Le Châtelier Isocora di Van't Hoff ElettrochimicaChimica generale/Elettrochimica Reazione redoxChimica generale/Reazione redox PilaChimica generale/Pila Equazione di NernstChimica generale/Equazione di Nernst Pila a concentrazioneChimica generale/Pila a concentrazione AccumulatoreChimica generale/Accumulatore Appendici CostantiChimica generale/Costanti Potenziali standard di riduzioneChimica generale/Potenziali standard di riduzione Elementi chimici e loro proprietà NomenclaturaChimica generale/Nomenclatura

Equazione di Nernst

L'equazione di Nernst esprime il potenziale d'elettrodo (E), relativamente al potenziale d'elettrodo standard (E⁰), di una coppia di elettrodi o di una semielemento di un pila. In altre parole serve per calcolare il potenziale dell'elettrodo in condizioni diverse da quelle standard.

$E=E^{0}+{\frac {RT}{nF}}\ln {\frac {a_{\mbox{ox}}}{a_{\mbox{red}}}}$

dove:

• R è la costante universale dei gas, uguale a 8,3145 J K^-1 mol^-1 o 0.082057 L atm mol^-1 K^-1;
• T è la temperatura assoluta;
• a è l'attività chimica;
• F è la costante di Faraday, uguale a 9.6485309*10⁴ C mol^-1;
• n è il numero di elettroni trasferiti nella semireazione.

Per soluzioni non troppo concentrate, la relazione si può esprimere attraverso le concentrazioni:

$E=E^{0}+{\frac {RT}{nF}}\ln {\frac {[{\mbox{ox}}]}{[{\mbox{red}}]}}$

In condizioni standard (25° C) e passando al logaritmo in base 10 l'equazione prende la forma:

$E=E^{0}+{\frac {0.05916}{n}}\log {\frac {[{\mbox{ox}}]}{[{\mbox{red}}]}}$

dove:

• [red] è la concentrazione dell'agente ossidante (la specie ridotta);
• [ox] è la concentrazione dell'agente riducente (la specie ossidata).

Attraverso l'equazione di Nernst è possibile calcolare il valore della costante di equilibrio di una reazione redox.

$\log K={\frac {n(E_{ox}^{0}-E_{red}^{0})}{0.05916}}$

Il potere ossidante o riducente varia al variare delle attività (concentrazione) della forma ossidata, Ox, e ridotta, Red, rispetto alla capacità manifestata in condizioni standard. Conseguentemente, il potenziale di cella ∆E, e quindi anche la direzione della reazione redox, variano al cambiare della concentrazioni dei reagenti e dei prodotti: una reazione spontanea in condizioni standard può invertire la sua direzione qualora reagenti e prodotti siano presenti in condizioni non standard. Quando ∆E = 0 indica che la pila è esaurita e il sistema ha raggiunto l'equilibrio.