ForHosting KIT · العلوم

حاسبة جهد خلية التركيز

عند تركيزين 0.001 و0.1 mol/L تستمد خلية التركيز جهدها كله من هذا الفرق البالغ مئة ضعف، لأن جهدها القياسي صفر. أدخل التركيزين وعدد الإلكترونات لتحصل على الجهد عند 298.15 K أو عند درجة حرارة أخرى. مجاني في متصفحك.

مجاني
يعمل في متصفحك
دون تسجيل
بياناتك لا تغادر جهازك

شغّل الأداة مجانًا اطّلع على الـAPI

استخدمها من الويبAPIالبريدTelegramالتطبيق قريبًا

مثال محلول

إذا أدخلت

C المصعد: 0.001
C المهبط: 0.1
N: 1

تحصل على

T: 298.15
النسبة: 100
ln النسبة: 4.605170186
log10 النسبة: 2

خلية التركيز خلية غلفانية يستخدم فيها نصف الخلية نفس الزوج المؤكسد-المختزل لكن بأنشطة أيونية مختلفة، فيكون جهد الخلية القياسي صفراً ويأتي الجهد كله من تدرج التركيز. عند إعطاء تركيزي الأيون في المصعد والمبطئ، والإلكترونات المنقولة في نصف التفاعل المتوازن، ودرجة الحرارة المطلقة اختيارياً، تطبق حاسبة جهد خلية التركيز معادلة نرنست مع E° يساوي صفراً وتعيد جهد الخلية E بالفولت وفق صيغة SI حتمية—بلا جداول ولا شبكة ولا انحراف عشوائي. يستخدمها الطلاب للتحقق من واجبات خلايا الفضة والنحاس والزنك؛ ويستخدم برنامج المختبر العقد نفسه لتثبيت قيم الميلي فولت المتوقعة عندما يشترك الحجيران في أيون معدني واحد. يُرفض التركيز الصفري في أي من نصفي الخلية كمدخل غير صالح لأن لوغاريتم نسبة التركيزات غير معرّف.

من أين يأتي جهد خلية التركيز

تستخدم خلية التركيز زوج الأكسدة والاختزال نفسه في نصفيها، مثل أيونات الفضة فوق فلز الفضة، لكن بتركيزين مختلفين. ولأن نصفي الخلية متطابقان كيميائيًا يكون الجهد القياسي صفرًا، ويأتي الجهد كله من فرق التركيز. وتطبق الحاسبة معادلة نرنست بجهد قياسي يساوي صفرًا: تضرب ثابت الغازات في درجة الحرارة، وتقسم على عدد الإلكترونات وثابت فاراداي، ثم تضرب في اللوغاريتم الطبيعي لتركيز المهبط مقسومًا على تركيز المصعد.

كيف تقرأ النتيجة وتتجنب الأخطاء الشائعة

عند 25 °C، أي درجة الحرارة الافتراضية 298.15 K، يبلغ الجهد نحو 0.05916 V مقسومًا على عدد الإلكترونات لكل فرق بعشرة أضعاف في التركيز. فخلية بتركيزين 0.001 و0.1 mol/L وإلكترون واحد، مثل خلية الفضة، نسبتها مئة وتعطي ضعف تلك القيمة، أما النحاس بإلكترونين فيعطي النصف للنسبة نفسها. استخدم الوحدة نفسها للتركيزين حتى تبقى النسبة بلا وحدة. ويُرفض التركيز الصفري لأن اللوغاريتم يصبح غير معرّف، وتبديل المصعد والمهبط يقلب إشارة الجهد.

حالات الاستخدام

دفاتر المختبر ونماذج التآكل

تستدعي مختبرات الكيمياء الكهربائية ونماذج خفيفة لتهوية تفاضلية أو تدرج أيون معدني نقطة نهاية مدفوعة مسبقاً ومستقرة لتوقعات بالميلي فولت من تركيزات الحجرات المقيسة دون إعادة تنفيذ R وF وln في كل لغة.

الأسئلة الشائعة

كيف يُحسب جهد خلية التركيز؟

T اختيارية هي درجة الحرارة بالكلفن (الافتراضي 298.15).

لماذا يكون E° صفراً لخلية التركيز؟

يستخدم نصف الخلية نفس الزوج المؤكسد-المختزل؛ تختلف فقط أنشطة الأيونات. يُلغى جهد الخلية القياسي ويأتي الجهد كله من نسبة التركيز في حد نرنست.

ما درجة الحرارة المستخدمة افتراضياً؟

إذا حذفتم T تستخدم الحاسبة 298.15 K (25 °C). عند تلك الدرجة يكون ميل log10 حوالي 0.05916 V بما يوافق صيغ الكتب الشائعة.

أي نصفي الخلية هو المصعد في خلية التركيز؟

النصف الأقل تركيزًا. تحدث الأكسدة في الجانب الأخفّ تركيزًا والاختزال في الجانب الأعلى تركيزًا، فيكون الجهد موجبًا. وإذا بدّلت القيمتين بقي مقدار النتيجة كما هو لكن إشارتها تصبح سالبة.

ماذا يحدث إذا كان أحد التركيزين صفرًا؟

ترفضه الحاسبة لأن لوغاريتم نسبة التركيزين يصبح غير معرّف. يجب أن يكون التركيزان موجبين، ويُرفض أيضًا عدد إلكترونات يساوي صفرًا.

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.

الـEndpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/chem/nernst-concentration-cell

صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.

استدعِ الخدمة من بيئتك

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/nernst-concentration-cell \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"c_anode":0.001,"c_cathode":0.1,"n":1}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/nernst-concentration-cell", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "c_anode": 0.001,
    "c_cathode": 0.1,
    "n": 1
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/chem/nernst-concentration-cell",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "c_anode": 0.001,
    "c_cathode": 0.1,
    "n": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/nernst-concentration-cell", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"c_anode":0.001,"c_cathode":0.1,"n":1}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"c_anode":0.001,"c_cathode":0.1,"n":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/nernst-concentration-cell", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

مثال على الطلب

{
  "c_anode": 0.001,
  "c_cathode": 0.1,
  "n": 1
}

مثال على الاستجابة

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.nernst_concentration_cell",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.

الأسعار

لكل طلب$0.002

السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.

الأخطاء

HTTP	الرمز	المعنى
`401`	`unauthorized`	مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك.
`402`	`insufficient_balance`	رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة.
`404`	`unknown_type`	نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب.
`429`	`rate_limited`	تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة.

ملاحظات تقنية

تعمل أداة المتصفح مجاناً على جهازكم؛ وتفرض واجهة API المدفوعة مسبقاً $0.002 لكل عنصر ناجح عندما تحتاج الخوادم وSDK نفس الحساب تحت رصيد KIT.

ما تحتاجه خلية التركيز: تركيزان وn ودرجة الحرارة

اكتبوا الخلية بحيث يحدث الأكسدة في الحجرة المخففة (أو المصعد المعيَّن) والاختزال في الحجرة المركزة (أو المهبط المعيَّن) لنفس الزوج. تحتاجون ثلاث كميات. ثالثاً n مولات الإلكترونات الملغاة في نصف التفاعل المتوازن—لأيون الفضة مع إلكترون نحو فضة معدنية يساوي n واحداً؛ وللنحاس الثنائي يساوي n اثنين. يمكن إرسال درجة الحرارة المطلقة T بالكلفن اختيارياً؛ إن حذفتها تستخدم المحرّك مئتين وثمانية وتسعين فاصلة خمسة عشر كلفن، المعيار المختبري المعتاد. أولاً c_anode تركيز الأيون في نصف خلية الأكسدة، عادة بالمول لكل لتر للأنواع المذابة. ثانياً c_cathode تركيز الأيون في نصف خلية الاختزال بنفس نظام الوحدات ليكون النسبة بلا أبعاد في تقريب النشاط المستخدم في الكيمياء الكهربائية التمهيدية. لأن E° صفرٌ تطابقياً لخلية تركيز نقية، تنهار الصيغة إلى E يساوي RT على nF مضروباً في اللوغاريتم الطبيعي لـ c_cathode على c_anode، مع ثابت الغازات R وثابت فاراداي F ثابتين بوحدات SI لتطابق النتائج فحوصات الكتب من الشكل E تقريباً صفر فاصلة صفر خمسة تسعة واحد ستة على n مضروباً في لوغاريتم الأساس عشرة لنسبة التركيز عند خمس وعشرين درجة. المدخلات المتطابقة تنتج دائماً JSON متطابقاً لأن المسار حسابي خالص بلا شبكة ولا بذرة عشوائية ولا ساعة حائط. تقبل الأسماء البديلة للحقول c1 وc2 وelectrons وtemperature كي تستخدم محللات الواجبات وعروض SDK أسماء مألوفة دون إعادة كتابة الحمولات.

قراءة E ونسبة التركيز واللوغاريتمات وصيغة log10 الصفّية

يعيد E_log10_form الحساب بتلك الصيغة ويجب أن يطابق E ضمن ضوضاء الفاصلة العائمة المعتادة كتحقق متقاطع للدروس. E0 دائماً صفر لتوثيق أن هذا المسار لا يضيف أبداً جهداً قياسياً غير صفري. تسرد constants قيم R وF مع الوحدات ليذكر دفاتر المختبر القيم SI الدقيقة المستخدمة. عند النجاح تعيد الاستجابة c_anode وc_cathode وn وT ثم تبلغ عن E وE_volts كجهد خلية التركيز بالفولت. الحقل ratio هو c_cathode مقسوماً على c_anode لتُظهروا للطلاب القوة الدافعة كرقم واحد: عندما يكون المهبط أكثر تركيزاً تتجاوز النسبة واحداً ويكون اللوغاريتم موجباً وE موجباً في الاتجاه المكتوب؛ وعند تبديل التسميات تهبط النسبة دون واحد ويصبح E سالباً، إشارة إلى أن التيار التلقائي سيعكس الأقطاب المعيَّنة. يعرض ln_ratio وlog10_ratio كلا اللوغاريتمين لبرمجيات التصحيح التي تفحص الخطوات الوسيطة. nernst_factor هو RT على nF وحده، مفيد حين تريدون المعامل دون ضرب اللوغاريتم. slope_log10 هو RT مضروباً في ln للعشرة على F—المعامل المألوف حوالي صفر فاصلة صفر خمسة تسعة فولت عند درجة حرارة الغرفة—ليعرض واجهة إعادة كتابة الصف E يساوي الميل على n مضروباً في لوغاريتم الأساس عشرة للنسبة. تسمّي formula وmethod المسار nernst_concentration_cell للتفرع لاحقاً دون فحص الشكل. الحقول الإلزامية الناقصة والأعداد غير المنتهية والتركيزات غير الموجبة وT غير الموجبة والإلكترونات الصفرية تفشل بـ invalid_input ولا تُحاسب بعد رفض المحرّك.

استخدام API والتسعير وسير عمل المختبر والحدود العملية

استدعوا حاسبة جهد خلية التركيز المجانية في المتصفح للتحقق من الواجبات وعروض المحاضرات والحدس السريع حول مقدار الجهد الذي يمكن أن ينتجه فرق تركيز بعشرة أضعاف أو مئة ضعف دون تثبيت جداول أو نظام جبر رمزي. اقرنوا هذه النقطة بأداة معادلة نرنست العامة حين تحتاجون أيضاً E° غير صفري وحاصل تفاعل كاملاً، أو بأدوات ثابت الاتزان حين تأتي التركيزات من اتزانات مقيسة لا من محاليل أم. تتبع مدخلات المصدر قواعد الاحتفاظ نفسها لعناصر parse الأخرى في KIT، والنتائج آمنة للتثبيت في اختبارات التكامل المستمر لأن الخوارزمية حتمية بالكامل. أرسلوا جسماً JSON بالحقول العددية الإلزامية c_anode وc_cathode وn، مع T اختيارية بالكلفن عندما لا تكون التجربة عند خمس وعشرين درجة مئوية. استخدموا API المدفوعة مسبقاً عندما تحتاج منصة تدريس أو دفتر كيمياء كهربائية أو نموذج خلية تآكل أو مولّد مناهج عقداً مستقراً تحت رصيد KIT بسعر $0.002 لكل عنصر ناجح؛ لا تستهلك أخطاء التحقق الرصيد بعد الرفض. أبقوا n غير صفري وكلا التركيزين موجبين تماماً؛ النسب القصوى ما زالت تعيد E منتهياً عندما يكون اللوغاريتم معرّفاً، لكن التدوين العلمي في JSON يبقى مسؤولية المستدعي للعرض. يمكن لمؤلفي SDK تعيين E وratio وslope_log10 مباشرة إلى صفوف واجهة تعكس الأمثلة المحلولة التي يكتبها الطلاب يدوياً عند تطبيق صيغة نرنست لخلية التركيز.

حالات التكامل

التحقق من الواجبات والامتحانات

يُدخل الطلاب تركيزي الأيون في المصعد والمهبط مع n لخلايا الفضة أو النحاس، ويقارنون E بالحلول المفصّلة، ويحصلون على خطأ invalid_input واضح إذا كان أحد التركيزين صفراً بالخطأ.

منصات التدريس ومولّدات المناهج

ينتج بنّاءو الدروس تمارين خلايا تركيز بـ JSON منظم لبطاقات فلاش واختبارات مصحّحة آلياً، باستخدام أداة المتصفح المجانية للعروض وAPI للتصحيح على الخادم بسعر $0.002 لكل عنصر ناجح.

أسئلة تقنية

ماذا يحدث إذا كان أحد التركيزين صفراً؟

يفشل الطلب بـ invalid_input. التركيز الصفري يجعل ln(c_cathode/c_anode) غير معرّف، فيرفض المحرّك المدخل ولا يحاسب.

هل حاسبة جهد خلية التركيز مجانية؟

تعمل أداة المتصفح مجاناً على جهازكم. تستخدم استدعاءات API رصيد KIT المدفوع مسبقاً بسعر $0.002 لكل عنصر ناجح؛ ولا تُحاسب المدخلات غير الصالحة.

اطّلع على توثيق KIT الكامل ←

شغّل الأداة مجانًا