Более 1 910 инструментов · Более 2 млн запусков в месяц
Добавить

Моя Панель Инструментов

Автоматический Режим

Сохранённых инструментов пока нет.

Обновить до Премиум-версии
Смотрите также
Калькулятор лимитирующего реагентаКалькулятор натуральных логарифмовЧастное и калькулятор остаткаСчетчик ПредложенийГенератор зачёркнутого текста
Домашняя страница > Разное > Химические калькуляторы > Калькулятор уравнения Нернста

Калькулятор уравнения Нернста

Рассчитайте потенциал электрохимической (гальванической) ячейки в нестандартных условиях по уравнению Нернста E = E° − (RT/nF)·ln Q. Введите стандартный потенциал ячейки, число перенесённых электронов, температуру и квотиент реакции Q (или концентрации продуктов и реагентов), чтобы получить фактическое напряжение, энергию Гиббса ΔG, константу равновесия K и вывод о самопроизвольности. Включает интерактивный график Нернста E от log Q, анимированную схему гальванической ячейки и полное пошаговое решение. Поддерживает любую температуру.

Калькулятор уравнения Нернста
Быстрые примеры — нажмите, чтобы заполнить форму, затем нажмите Вычислить:
По умолчанию 25 °C (298.15 K).
Q = [продукты] ÷ [реагенты], где каждое значение возведено в степень своего стехиометрического коэффициента. Используйте Q = 1 для стандартных условий.
Q вычисляется как продукты ÷ реагенты.

Embed Калькулятор уравнения Нернста Widget

О Калькулятор уравнения Нернста

Калькулятор уравнения Нернста вычисляет фактический потенциал элемента электрохимической (гальванической) ячейки в условиях, отличных от стандартных, то есть когда концентрации, давления или температура отклоняются от эталонных значений. Стандартные восстановительные потенциалы показывают напряжение только при концентрации 1 М и температуре 25 °C; в реальной жизни напряжение батареи меняется по мере ее разряда и изменения концентраций. Уравнение Нернста точно описывает это изменение, а данный инструмент переводит его в показатели напряжения элемента, свободной энергии Гиббса ΔG, константы равновесия K и формирует однозначный вердикт о самопроизвольности реакции с построением интерактивного графика зависимости E от log Q.

Что такое уравнение Нернста?

Уравнение Нернста связывает измеренный потенциал элемента \( E \) со стандартным потенциалом элемента \( E^{\circ} \) и составом ячейки через коэффициент реакции \( Q \). Названное в честь немецкого химика Вальтера Нернста, оно является одним из краеугольных камней электрохимии и применяется в производстве аккумуляторов, pH-метрах, ионоселективных электродах, науке о коррозии и биологии (для расчета нервных и мембранных потенциалов).

Общий вид
$$E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF}\ln Q$$

где:

  • \( E \) — фактический потенциал элемента (вольт)
  • \( E^{\circ} \) — стандартный потенциал элемента (вольт)
  • \( R \) — универсальная газовая постоянная, 8.314 Дж/(моль·К)
  • \( T \) — температура в кельвинах (К)
  • \( n \) — количество молей электронов, переданных в сбалансированной реакции
  • \( F \) — постоянная Фарадея, 96485 Кл/моль
  • \( Q \) — коэффициент реакции (отношение активностей продуктов к реагентам)

Упрощенная форма при 25 °C

При стандартной лабораторной температуре 25 °C (298.15 K) группа констант \( \frac{2.303\,RT}{F} \) дает значение приблизительно 0.0592 В. Переход от натурального логарифма к десятичному дает формулу, которую заучивает большинство студентов:

При 25 °C
$$E = E^{\circ} - \frac{0.0592}{n}\log_{10} Q$$

Вот почему изменение коэффициента реакции в десять раз смещает потенциал элемента на 0.0592/n вольт. Поскольку наклон зависит от температуры, этот калькулятор не использует жестко закодированное значение 0.0592 — он пересчитывает наклон для любой введенной вами температуры, благодаря чему результаты остаются точными для горячих и холодных ячеек.

Как использовать Калькулятор уравнения Нернста

  1. Введите стандартный потенциал элемента E°: Это разность между стандартными восстановительными потенциалами катода и анода (E°катода − E°анода) в вольтах.
  2. Введите число электронов n: Укажите количество электронов, переданных в сбалансированном общем уравнении реакции элемента.
  3. Задайте температуру: По умолчанию установлено 25 °C. Измените это значение для условий, отличных от окружающей среды.
  4. Укажите коэффициент реакции: Введите значение Q напрямую или переключитесь в режим концентраций и введите отдельные значения концентраций продуктов и реагентов.
  5. Нажмите Вычислить: Ознакомьтесь с потенциалом элемента, вердиктом о самопроизвольности, значениями ΔG и K, а также изучите линейный график Нернста и анимированную схему гальванического элемента.

Практический пример: Элемент Даниэля

Рассмотрим медно-цинковый элемент (элемент Даниэля) Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu с параметрами \( E^{\circ} = 1.10 \) В и \( n = 2 \). Предположим, что [Zn²⁺] = 1.0 М и [Cu²⁺] = 0.001 М, следовательно, \( Q = \frac{[\text{Zn}^{2+}]}{[\text{Cu}^{2+}]} = 1000 \). При 25 °C:

Элемент Даниэля при Q = 1000
$$E = 1.10 - \frac{0.0592}{2}\log_{10}(1000) = 1.10 - 0.0296 \times 3 = 1.011\ \text{В}$$

Снижение концентрации меди немного уменьшает напряжение по сравнению со стандартным значением 1.10 В. По мере разряда элемента и дальнейшего падения [Cu²⁺] напряжение будет продолжать снижаться, пока не достигнет нуля — момента, когда элемент полностью разряжен, а реакция пришла к равновесию.

Коэффициент реакции Q и константа равновесия K

Коэффициент реакции \( Q \) имеет ту же алгебраическую форму, что и константа равновесия \( K \), но использует текущие (неравновесные) концентрации. Когда \( Q < K \), предпочтительнее прямая реакция и \( E > 0 \); когда \( Q > K \), преобладает обратная реакция и \( E < 0 \); а при \( Q = K \) система находится в равновесии, и \( E = 0 \). Подстановка \( E = 0 \) в уравнение Нернста дает элегантную связь между стандартным потенциалом и равновесием:

Равновесие
$$\log_{10} K = \frac{nFE^{\circ}}{2.303\,RT}$$

Потенциал элемента, самопроизвольность и свободная энергия

Потенциал элементаΔG = −nFEКоэффициент реакцииЗначение
E > 0ΔG < 0Q < KСамопроизвольная реакция — гальванический элемент вырабатывает энергию (батарея)
E = 0ΔG = 0Q = KВ состоянии равновесия — нет результирующего тока, элемент разряжен
E < 0ΔG > 0Q > KНесамопроизвольная реакция — требуется внешнее напряжение (электролиз)

Что влияет на потенциал элемента?

⚗️ Концентрации

Повышение концентрации продуктов или снижение концентрации реагентов увеличивает Q и уменьшает E; противоположное действие увеличивает E.

🌡️ Температура

Величина поправки масштабируется вместе с T, поэтому температура изменяет наклон Нернста и выраженность любого эффекта концентрации.

🔢 Переданные электроны

Большее значение n делит поправочный член, поэтому реакции с высоким переносом электронов менее чувствительны к сдвигам концентрации.

🔋 Стандартный потенциал E°

E° задает базовое напряжение. Большое положительное значение E° обеспечивает сильное смещение реакции в сторону продуктов и огромную величину K.

Типичные области применения

  • Батареи и топливные элементы — прогнозирование падения напряжения по мере расхода реагентов.
  • pH-метрия и ионоселективные электроды — стеклянный pH-электрод является прямым примером практического применения уравнения Нернста.
  • Концентрационные элементы — выработка напряжения исключительно за счет разности концентраций (E° = 0).
  • Коррозия — оценка того, будет ли металл окисляться в конкретных условиях окружающей среды.
  • Биология — потенциал покоя мембран нейронов подчиняется этому же уравнению.

Часто задаваемые вопросы

Что такое уравнение Нернста?

Уравнение Нернста связывает фактический потенциал электрохимического элемента со стандартным потенциалом элемента и концентрациями участвующих веществ. Оно записывается как E = E° − (RT/nF) ln Q, где E° — стандартный потенциал элемента, R — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура в кельвинах, n — количество переданных электронов, F — постоянная Фарадея, а Q — коэффициент реакции.

Как рассчитать потенциал элемента в нестандартных условиях?

Начните со стандартного потенциала элемента E°, затем вычтите поправку (RT/nF) ln Q. При 25 °C это выражение упрощается до E = E° − (0.0592/n) log10 Q. Введите коэффициент реакции или концентрации продуктов и реагентов, количество электронов и температуру, и калькулятор выполнит все вычисления.

Что такое коэффициент реакции Q в уравнении Нернста?

Q — это отношение активностей продуктов к активностям исходных веществ в реакции элемента, где каждая активность возведена в степень своего стехиометрического коэффициента. Для разбавленных растворов используются концентрации в моль/л. При стандартных условиях Q равен 1, поэтому ln Q равен 0, а потенциал элемента равен E°.

Почему наклон Нернста равен 0.0592, деленному на n?

При 25 °C (298.15 K) множитель 2.303RT/F равен примерно 0.0592 В. Деление на n дает изменение потенциала элемента при изменении коэффициента реакции в 10 раз. При других температурах этот наклон меняется, так как он прямо пропорционален T, поэтому данный калькулятор пересчитывает его под введенную вами температуру.

Как константа равновесия связана с уравнением Нернста?

При равновесии потенциал элемента E равен нулю, а Q равен константе равновесия K. Если подставить E = 0 в уравнение Нернста, мы получим log10 K = nFE°/(2.303RT). Таким образом, положительное значение стандартного потенциала указывает на большую величину константы равновесия и преобладание продуктов реакции.

Что означает положительный или отрицательный потенциал элемента?

Положительный потенциал элемента (E > 0) означает, что реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, и элемент работает как источник тока (гальванический элемент). Отрицательный потенциал элемента (E < 0) означает несамопроизвольный характер реакции, для протекания которой требуется приложить внешнее напряжение (электролизер). При E равном нулю элемент находится в состоянии равновесия и не вырабатывает ток.

Дополнительные ресурсы

Ссылайтесь на этот контент, страницу или инструмент так:

"Калькулятор уравнения Нернста" на сайте https://ru.miniWebtool.com/калькулятор-уравнения-нернста/ от MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

от команды miniwebtool. Обновлено: 30 июня 2026 г.

Химические калькуляторы:

Популярные и обновлённые инструменты:

Калькулятор ангельских чиселКалькулятор совместимости по дате рожденияКалькулятор асцендента, солнечного и лунного знаков 🌞🌙✨Калькулятор знака ВенерыКонвертер футов и дюймов в сантиметрыИзвлечение Изображений из ВидеоКонвертер FPSСклеить видеоКонвертер см в футы и дюймыРазделить фото на частиКалькулятор числа жизненного путиКонвертер дюймов в сантиметрыАудио РазделительСжать видеоКалькулятор числа судьбыГенератор случайных суперспособностейЗамедлить или ускорить видеоПоиск идентификатора пользователя InstagramКонвертер фунтов в килограммыДобавить или заменить аудио в видеоИзвлечь звук из видеоУбрать звук из видеоКалькулятор лунного знакаДобавить текст к изображениюРазделитель видеоКалькулятор числа имениКонвертер мА·ч в Вт·чКалькулятор Фаренгейта в ЦельсияГенератор филвордовMP3-луперПостроитель графиков функцийГенератор случайных вопросовКалькулятор знака МарсаСоздатель GIFГенератор случайных цветовКалькулятор Относительного Стандартного ОтклоненияГенератор случайных игральных картКонвертер римских цифрКонвертер футов в метрыКонвертер сантиметров в дюймыПовернуть видеоКалькулятор Рекомпозиции ТелаБросок кубиков⏱️ Калькулятор часовКонвертер миль в километрыКалькулятор совместимости лунных знаковГенератор штрих-кодовГенератор маленького текста ⁽ᶜᵒᵖʸ ⁿ ᵖᵃˢᵗᵉ⁾Калькулятор области определения и значенийУдалить строки, содержащие строкуКонвертер кг в фунтыКонвертер дробного времениКонвертер изображения в ASCII артПроверка имени пользователя в социальных сетяхКонвертер дюймов в миллиметрыЗациклить видеоГенератор нонограмм (Пикросс)Калькулятор Спени Сжатия ДвигателяСписок високосных летКалькулятор баланса астрологических стихийГенератор развёртки конусаОбрезать видеоКалькулятор Площади Неправильного МногоугольникаГенератор кроссвордовКалькулятор положения солнцаКалькулятор угла срезаКонвертер мг в млПреобразователь Обычного Времени в Десятичное Время🖱️ Счётчик кликовКалькулятор производныхКалькулятор смешивания цветов красокГенератор Камень Ножницы БумагаКонвертер миллиметров в дюймыКалькулятор числа личностиКалькулятор перцентиля ростаПоиск MAC-адресаГенератор случайных предметовКалькулятор Ватт в АмперыКонвертер акров в гектарыКалькулятор жима лежаКонвертер MP4 в GIFКонвертер Числа в ДробьКалькулятор квадратного корняКруговой калькуляторГенератор карточек бингоСлучайный выбор фильмаПоиск ID пользователя FacebookСтатистика канала YouTubeГенератор случайных дней рожденияКалькулятор арксинусаДобавить водяной знак на видеоКакое у меня счастливое число?Калькулятор дозировки лекарствКалькулятор подъёмной силы гелиевого шараПреобразователь двоичного кода в десятичныйКалькулятор калорий при беременностиКонвертер угловКалькулятор нумерологииЦифровой калькулятор душиКалькулятор WHtRКонвертер радиан в градусыКалькулятор скорости езды на велосипедеКалькулятор сожжённых калорийГенератор названий группГенератор случайных английских словКалькулятор калорий при грудном вскармливанииГенератор случайных персонажей RPGHEX-конвертерКалькулятор вероятности броска кубиковКалькулятор прямоугольного треугольникаКалькулятор возвращения СатурнаКалькулятор комплексных чиселКалькулятор количества цифрЛогарифмический калькуляторВыбор Случайного Имени — КолесоГенератор случайного IMEIКалькулятор номера неделиГенератор цветовых схемКалькулятор перевода ампер в ваттыГенератор Случайных Математических ЗадачКалькулятор типа телосложенияДвоичный калькуляторГенератор случайных буквКонвертер Метров в ФутыКалькулятор КосинусаКалькулятор пропорцийКалькулятор гипотенузыКалькулятор кВАБалансировка химических уравненийКалькулятор пределовПобитовый калькуляторКалькулятор обратной функцииКалькулятор возрастаУдаление Невидимых СимволовКалькулятор FFMIКалькулятор шагов в расстояниеКонвертер фунтов в граммыКалькулятор дня недели рожденияКалькулятор теоремы ПифагораКонвертер мощностиГенератор «Что бы вы выбрали»Калькулятор расстояния полетаИзвлекатель чиселМагический шар 8Продвинутый анализатор совместимости знаков зодиакаКалькулятор знака МеркурияКалькулятор композиции функцийОнлайн БлокнотРешатель НеравенствКалендарь новолуния и полнолунияКонвертер градусов в радианыГенератор случайных блюдКалькулятор времени удвоения ХГЧКонвертер стоунов в килограммыГенератор случайных эмодзиКалькулятор коэффициентов и процентовКонвертер дат в римские цифрыИдентификатор языка на основе ИИКалькулятор сухой массы телаКонвертер литров в стаканыГенератор случайных координатКалькулятор доходов TwitchКалькулятор площади поверхности куба (высокая точность)конвертер десятичной системы в двоичнуюКалькулятор K/DКалькулятор Стандартной ОшибкиКалькулятор уравнений с модулемКалькулятор TDEEКалькулятор конвертации дрожжейКонвертер ГМС в десятичные градусыГенератор рэп-имёнГенератор случайных фиктивных адресовКалькулятор перевода дроби в десятичное числоКалькулятор даты зачатияКалькулятор десятичной дробиКалькулятор порций спагеттиКалькулятор суммы квадратовГенератор случайных тем для дебатовКалькулятор имплантацииСлучайный выборВалидатор XMLГенератор анаграммГенератор случайных кредитных картГенератор случайных шутокДобавить линию к изображениюМедианный калькуляторТаблица ASCIIКонвертер процентов в PPMВосьмеричный в двоичный конвертерКалькулятор передаточного отношения велосипедаКонвертер столовых ложек в чайныеКалькулятор силы удара в боксеКалькулятор смешивания краски для волосКалькулятор Процентного УвеличенияКалькулятор размера телевизораКалькулятор цены за тысячу показовКвадратный калькуляторГенератор невидимого текстаИнвертор цветаКалькулятор продолжительности времениКонвертер видео для Twitter (X)Генератор геймертеговГенератор названий командГенератор никнеймовГенератор фэнтезийных имёнГенератор печенья с предсказаниямиГенератор идей для рисованияГенератор подсказок для дневникаГенератор ежедневных аффирмацийГенератор комплиментовГенератор фраз для знакомстваГенератор папиных шутокГенератор случайных фактовГенератор вопросов для викториныГенератор слов для игры «Виселица»Генератор слов для PictionaryГенератор шарадГенератор вопросов для знакомстваГенератор «Я никогда не»ИИ-толкователь сновИИ-генератор благодарственных писемИИ-генератор свадебных речейИИ-генератор пресс-релизовИИ-генератор описаний товаровИИ-генератор сценариев видеоИИ-генератор заголовков и описаний YouTubeИИ-генератор подписей для InstagramИИ-генератор заголовка и биографии LinkedInИИ-генератор пунктов резюмеИИ-генератор сопроводительных писемИИ-генератор рэп-текстовСведение PDFРазблокировать PDF (удаление пароля владельца)Извлечение текста из PDFИзвлечение страниц PDFСчётчик слов PDFЗащитить PDF паролемДобавить номера страниц в PDFИзменить порядок страниц PDFУдалить страницы PDFПовернуть PDFJPG в PDFPDF в JPGСжать PDFРазделить PDFОбъединить PDFКонвертер PT в PXКонвертер PX в REMКонвертер тола в граммыКонвертер индийских земельных единицКонвертер мкг в мгИИ-генератор текстов песенИИ-генератор стиховИИ-генератор историйИИ-переводчикИИ Суммаризатор ТекстаКонвертер MPH в KM/H / KM/H в MPHКонвертер узлов в мили в часКубические метры в кубические футыКонвертер кубических футов в кубические ярдыКонвертер квадратных футов в квадратные метрыКонвертер квадратных метров в квадратные футыКонвертер унций в млКонвертер мл в унцииКонвертер галлонов в литрыКонвертер литров в галлоныКонвертер кг в стоуныКонвертер километров в милиКонвертер градусов Фаренгейта в ЦельсииКонвертер градусов Цельсия в ФаренгейтыКалькулятор размера рюкзакаКалькулятор объёма сёрфбордаКалькулятор размера ручки теннисной ракеткиКалькулятор размера шлемаКалькулятор размера перчатокКонвертер размера шляпыКалькулятор размера сноубордаКалькулятор размера лыжКалькулятор размера велосипедаТаймер сплитов спидранаКалькулятор СтейблфордаКалькулятор чекаута в дартсКалькулятор экономичности боулингаКалькулятор Strike Rate в крикетеКалькулятор Net Run RateКалькулятор рейтинга ЭлоКалькулятор восстановления частоты сердечных сокращенийКалькулятор времени походаКалькулятор темпа греблиКалькулятор возрастной оценки в бегеКалькулятор FTP и зон мощностиКалькулятор бип-тестаКалькулятор баллов ACFTКалькулятор Wilks и DOTSКалькулятор вылета дискаПоиск индекса нагрузки и индекса скорости шинКалькулятор стоимости за милюКалькулятор выкупа лизингаКалькулятор смешивания октанового числаКалькулятор смеси масла для 2-тактных двигателейКалькулятор Рабочего Объёма ДвигателяКалькулятор проноса диванаКалькулятор корда дровКалькулятор CADR очистителя воздухаКалькулятор размера осушителяКалькулятор размера потолочного вентилятораКалькулятор размера шторКалькулятор размера ковраКалькулятор высоты подвески картинКалькулятор высоты установки телевизораКалькулятор объёма и плёнки для прудаКалькулятор соли для бассейнаКалькулятор объёма бассейнаКалькулятор размера водонагревателяКалькулятор эпоксидной смолыКалькулятор расстояния между балясинамиКалькулятор плинтусов и молдинговКалькулятор сайдингаКалькулятор пропитки для террасыКалькулятор газонных семянКалькулятор рулонного газонаКалькулятор асфальтаКалькулятор кубических ярдовКалькулятор длины антенныКалькулятор заполнения трубыКалькулятор последовательных и параллельных конденсаторовКалькулятор индуктивного сопротивленияКалькулятор освещения комнатыКалькулятор Люкс в ЛюменыКонвертер Люменов в ВаттыКалькулятор мощности генератораКалькулятор трёхфазной мощностиКалькулятор последовательного соединения резисторовКалькулятор тренияКалькулятор наклонной плоскостиКалькулятор механического преимуществаКалькулятор скорости звукаКалькулятор скорости волныКалькулятор плавучестиКалькулятор конечной скоростиКалькулятор длины волны де БройляКалькулятор энергии фотонаКалькулятор E=mc²Калькулятор замедления времениКалькулятор третьего закона КеплераКалькулятор второй космической скоростиКалькулятор гравитационной силыКалькулятор закона Бугера — Ламберта — БераКалькулятор уравнения НернстаКалькулятор осмотического давленияКалькулятор повышения температуры кипенияКалькулятор понижения температуры замерзанияКалькулятор процентного составаКалькулятор нормальностиКалькулятор моляльностиКонвертер pKa в KaКалькулятор Хендерсона-ХассельбахаКалькулятор теоретического выходаКалькулятор лимитирующего реагентаКалькулятор электронной конфигурацииИнтерактивная таблица МенделееваИИ Генератор Планов УроковИИ Генератор ВикторинГенератор цитирований (APA/MLA/Chicago)Калькулятор посещаемостиКалькулятор баллов APКалькулятор баллов ACTКалькулятор баллов SATКалькулятор доходов YouTube