Calculateur de l'équation de Nernst

Calculateur de l'équation de Nernst | Outil en ligne gratuit | Elysia Tools

Guide d'utilisation de l'outil

Découvrez quand utiliser cet outil, ce qu'il prend en charge et comment les utilisateurs l'appliquent.

Points clés

Catégorie: Science & Education
Types d’entrée: number, select
Type de sortie: text
Exemples associés: 4
API disponible: Oui

Aperçu

Le calculateur de l'équation de Nernst calcule le potentiel d'électrode et la force électromotrice d'une cellule électrochimique hors conditions standard selon la formule E = E⁰ − (RT/nF)·lnQ. Il détermine avec précision la tension réelle, le facteur thermique RT/F, la sensibilité par décade de concentration (2,303·RT/nF) et l'énergie libre de Gibbs ΔG = −nFE à n'importe quelle température.

Quand l’utiliser

Calculer la force électromotrice réelle d'une pile redox lorsque les concentrations s'écartent de 1 M.
Analyser la sensibilité d'une pile de concentration ou d'une électrode sélective à différentes températures.
Déterminer la variation d'énergie libre de Gibbs (ΔG) pour évaluer la spontanéité d'un transfert d'électrons.

Fonctionnement

1Renseignez le potentiel standard E⁰ en volts et le nombre d'électrons transférés n dans la demi-réaction ou la cellule.
2Indiquez le quotient de réaction Q ainsi que la température opérationnelle en Kelvin (K) ou en degrés Celsius (°C).
3Consultez immédiatement le potentiel d'électrode corrigé E, le terme correctif (RT/nF)·lnQ, la pente par décade et la valeur de ΔG en kJ/mol.

Cas d’usage

Étude de la chute de tension d'une pile Daniell (Zn/Cu) au fur et à mesure de l'épuisement des ions cuivriques.
Étalonnage et modélisation de capteurs potentiométriques comme les électrodes pH en fonction de la température.
Résolution d'exercices académiques et vérification des calculs d'oxydoréduction en chimie analytique.

Exemples

1. Décharge d'une pile Daniell Zn/Cu

Étudiant en chimie

Contexte

Étude d'une cellule Daniell à 25 °C où la concentration en ions Cu²⁺ est descendue à 0,01 M tandis que [Zn²⁺] est à 1 M.

Problème

Calculer la chute de tension et la nouvelle force électromotrice pour un quotient Q = 100.

Utilisation

Saisir E⁰ = 1.1 V, n = 2, Q = 100 et T = 298.15 avec l'unité K.

e0: 1.1, n: 2, q: 100, temperature: 298.15, tUnit: 'K'

Résultat

Le potentiel passe de 1,10 V à 1,041 V (terme correctif de 59,16 mV) avec une enthalpie libre ΔG de -200,85 kJ/mol.

2. Réponse d'une électrode monoélectronique par décade

Technicien de laboratoire

Contexte

Validation de la réponse théorique d'une électrode sélective à un électron (n = 1) lors d'une dilution d'un facteur 10 à 25 °C.

Problème

Vérifier le décalage de potentiel induit par une variation d'une unité logarithmique de concentration.

Utilisation

Entrer E⁰ = 0 V, n = 1, Q = 10 et choisir 25 °C comme température.

FAQ

Quelle est la pente nernstienne théorique à 25 °C ?

À 25 °C (298,15 K), le terme 2,303·RT/F vaut 59,16 mV, ce qui donne une variation de 59,16/n mV pour chaque facteur 10 sur le quotient Q.

Comment la température est-elle prise en compte dans le calcul ?

La température est convertie en Kelvin si elle est saisie en Celsius, puis intégrée directement dans le facteur thermique RT/F avec la constante des gaz R et celle de Faraday F.

Que représente le quotient de réaction Q ?

Q correspond au rapport des activités ou concentrations effectives des produits sur les réactifs, élevées à la puissance de leurs coefficients stœchiométriques.

Comment est calculée l'énergie libre de Gibbs ΔG ?

Elle est calculée par la relation thermodynamique ΔG = −nFE, liant le potentiel réel E, le nombre d'électrons n et la constante de Faraday F.

Pourquoi la tension d'une pile diminue-t-elle au cours de son fonctionnement ?

e0: 0, n: 1, q: 10, temperature: 25, tUnit: 'C'

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1. Décharge d'une pile Daniell Zn/Cu

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