جهد الخلية من غيبس
حوّل تغيّر الطاقة الحرة القياسي إلى جهد خلية: −212300 J/mol مع إلكترونين منقولين تعطي 1.100167224278 V، وهي خلية دانيال من الخارصين والنحاس. والجهد الموجب يدل على خلية تلقائية كما كُتبت. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- دلتا G
- -212,300
- N
- 2
- طاقة غيبس
- -212,300 V
- DG
- -212,300
- ΔG°
- -212,300
- الإلكترونات
- 2
تحوّل حاسبة جهد الخلية من طاقة غيبس الحرة تغير الطاقة الحرة القياسي لتفاعل أكسدة-اختزال إلى جهد الخلية القياسي الذي يكتبه الكيميائيون الكهروكيميائيون E° للخلية. أدخل ΔG° بالجول لكل مول وعدد الإلكترونات المنقولة n؛ فتعيد الأداة E° = −ΔG°/(n F) وأسماء حقول معكوسة لطاقة غيبس وعدد الإلكترونات وقيمة فاراداي الثابتة المستخدمة وسلسلة الصيغة وتسمية تلقائية من إشارة E° وخطوات استبدال يمكن لصقها في الدفاتر أو الواجبات أو الاختبارات الآلية. الحالات الصفية الكلاسيكية — خلية دانيال زنك-نحاس قرب 1.1 V من ΔG° سالب بقوة، وخلية عكسية غير تلقائية بطاقة حرة موجبة، أو توازن عندما يكون ΔG° صفرًا — كلها تُختزل إلى نفس الصيغة المغلقة متى عُرف ΔG° وn.
ماذا تعني E° = −ΔG°/(nF) لخلايا الكيمياء الكهربائية
في الكيمياء الكهربائية التمهيدية يرتبط تغير طاقة غيبس الحرة القياسي لتفاعل الخلية بجهد الخلية القياسي بالعلاقة الدقيقة ΔG° = −n F E°، حيث n عدد مولات الإلكترونات المنقولة في المعادلة المتوازنة وF ثابت فاراداي (الشحنة لكل مول إلكترونات). بحل الجهد تنتج الصيغة المغلقة E° = −ΔG°/(n F).
يُنتج تغير الطاقة الحرة السالب إذن جهد خلية قياسيًا موجبًا، أي أن تفاعل الخلية تلقائي ترموديناميًا كما كُتب في الشروط القياسية ويمكنه أداء شغل كهربائي؛ وΔG° الموجب يُنتج E° سالبًا ويفضّل الاتجاه العكسي؛ وΔG° قرب الصفر يعني E° قرب الصفر وتوازنًا بلا قوة دافعة صافية. يجب أن تكون الوحدات متسقة — ΔG° بالجول لكل مول مع F بالكولوم لكل مول يعطي E° بالفولت — لأن الحاسبة لا تحوّل الكيلوجول إلى جول بصمت.
مسار التحقق يعيد حساب −ΔG°/(nF) بنفس التقريب الثابت للحقول المنشورة، فالاستجابة الناجحة تحمل دائمًا خطوات يمكن إثباتها في الاختبارات أو تقارير المختبر أو أوراق جهد الخلية القياسي من طاقة غيبس الحرة.
نصائح عملية وحدود وبحث ذو صلة
حافظ على اتساق وحدات الطاقة مع فولت SI: إن سرد كتابك ΔG° بالكيلوجول لكل مول فاضرب في ألف قبل الإرسال ليكون الإدخال بالجول لكل مول؛ وإلا يكون الجهد المبلّغ خاطئًا بعامل ألف. فضّل إرسال أعداد لا سلاسل مسبقة التنسيق عندما تتحكم بالعميل؛ تُقبل السلاسل العددية فقط إن طابقت نمطًا عدديًا منتهيًا صارمًا.
تستهدف هذه الصفحة من يبحث عن حاسبة جهد خلية من غيبس أو E = −ΔG/(nF) أو جهد قطب قياسي من الطاقة الحرة أو مساعدة واجبات كيمياء عبر الإنترنت؛ وليست حالّ معادلة نرنست عند تراكيز غير قياسية، ولا بحث جدول أنصاف خلايا باسم النوع، ولا محول قيم E° مجدولة إلى ΔG°. فضّل هذه القدرة عندما تملك بالفعل ΔG° وn وتحتاج E° فقط؛ إن كان هدفك الطاقة الحرة من جهد معروف فقيّم ΔG° = −n F E خارج الشبكة.
فحوص الذهاب والإياب سهلة: أعد حساب −ΔG/(n F) يدويًا وتأكد أنه يساوي E المنشور ضمن نفس تقريب الاثنتي عشرة منزلة للتحقق من تقارير الكيمياء الكهربائية.
حالات الاستخدام
فحوص واجبات لـ E° من ΔG° مجدول
يُدخل الطلاب ΔG° وn من مسائل أكسدة-اختزال الكتاب ويقارنون جهود الخلية القياسية وتسميات التلقائية المكتوبة يدويًا بنتيجة حتمية قبل التسليم.
جهود خلية تقرير المختبر من تقديرات الطاقة الحرة
حوّل طاقات حرة للتفاعل مقاسة أو محسوبة إلى جهد الخلية القياسي المتوقع تحت العلاقة ΔG° = −nFE° لجداول التقرير.
اختبارات وحدة لحلول الكيمياء الكهربائية الطلابية
ولّد حالات معروفة E° = −ΔG°/(nF) ورفضات متعمدة لإلكترونات صفر لقيم متوقعة في تمارين البرمجة لأدوات الكيمياء.
الأسئلة الشائعة
ما صيغة جهد الخلية من طاقة غيبس الحرة؟
E° = −ΔG° / (n F)، حيث n الإلكترونات المنقولة وF ثابت فاراداي (96485.3321 C/mol). مع ΔG° بـ J/mol يكون E° بالفولت.
هل أُدخل ΔG° بـ kJ/mol أم J/mol؟
استخدم الجول لكل مول (J/mol) لاتساق SI مع F فيكون E° بالفولت. إن سرد مصدرُك kJ/mol فاضرب في 1000 أولًا.
هل E° الموجب يعني دائمًا خلية تلقائية؟
في الشروط القياسية نعم للتفاعل كما كُتب: E° > 0 يقتضي ΔG° < 0. التراكيز غير القياسية تحتاج معادلة نرنست التي لا تطبقها هذه الأداة.
ماذا يعني جهد الخلية السالب؟
يعني أن تغيّر الطاقة الحرة القياسي موجب وأن التفاعل يميل إلى الاتجاه المعاكس في الظروف القياسية. أما التغيّر الصفري فيعطي صفر فولت، أي اتزانًا بلا قوة دافعة صافية.
لماذا يُرفض عدد إلكترونات يساوي صفرًا؟
لأن المعادلة تقسم على عدد الإلكترونات مضروبًا في ثابت فاراداي، والقسمة على صفر لا نتيجة لها. والصفر يدل غالبًا على خطأ في كتابة أنصاف التفاعلات.
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
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/cell-potential-from-gibbs \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"delta_g":-212300,"n":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"delta_g": -212300,
"n": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"delta_g": -212300,
"n": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"delta_g":-212300,"n":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"delta_g":-212300,"n":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs", 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
{
"delta_g": -212300,
"n": 2
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.cell_potential_from_gibbs",
"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
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الحدود
max_abs | 1000000000000 |
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
يُرفض عدد الإلكترونات الصفري بخطأ invalid_input واضح لأن القسمة على nF ستكون غير معرّفة وتخفي خطأ في القياس الكيميائي. المسار حساب حتمي خالص — بلا شبكة ولا بذور عشوائية ولا اعتماد على الساعة — فيعيد منفّذ المتصفح المجاني وAPI المدفوعة مسبقًا نفس JSON بعد تقريب عشري ثابت في كل استدعاء لفحوص جهد الخلية في الكيمياء الكهربائية.
ماذا تعني E° = −ΔG°/(nF) لخلايا الكيمياء الكهربائية
يهتم المعلمون والمصححات الآلية برفض n=0 بقدر مسار النجاح: المتعلم الذي يترك عدد الإلكترونات صفرًا بعد خطأ نصف تفاعل يجب أن يرى رسالة invalid_input صريحة لا Infinity أو NaN.
كيف تستدعي API وماذا يعود
يجب أن يكون عدد الإلكترونات غير صفري؛ القيم ذات القيمة المطلقة عند أو دون 1×10^(−15) تُعامل كصفر وتُرفض. أرسل جسم JSON بعددين منتهيين إلزاميين: delta_g (أسماء بديلة gibbs وdG وdeltaG وG وgibbs_free_energy وdg وDelta_G وDG وdelta_G وfree_energy) وn (أسماء electrons وelectrons_transferred وn_e وne وz وelectron_count وmoles_electrons). يجب أن تبقى القيم المطلقة ضمن الحد المنشور تريليون واحد ليبقى الحاصل منتهيًا بدقة مزدوجة IEEE على Worker وفي المتصفح. عند النجاح تعيد الاستجابة delta_g وn مقربين وتعكسهما كـ gibbs وdG وdelta_G وelectrons، وتثبت faraday وF على ثابت فاراداي الثابت، وE وE_cell وcell_potential وpotential_V على نفس نتيجة الفولت المقربة، وformula على السلسلة E° = −ΔG°/(n F)، وequation على سلسلة استبدال مملوءة، وunit على V، وspontaneity وnote على تسميات تصنيف بالإشارة، وmessage على ملخص قصير، وsteps على مصفوفة مرتبة من أسطر الحساب. فشل التحقق — حقول ناقصة أو أعداد غير منتهية أو قيم خارج الحدود المطلقة أو إلكترونات صفر — يعيد invalid_input ولا يُحاسب أبدًا. التسعير $0.002 ثابت لكل طلب ناجح بوحدة item وسعر وحدوي هامشي صفر.
نصائح عملية وحدود وبحث ذو صلة
عند تدريس الكيمياء الكهربائية اقرن أمثلة: حالة على طراز دانيال بـ ΔG° = −212300 J/mol وn = 2 تسترجع E° موجبًا قرب 1.1 V وتلقائية spontaneous؛ وإشارة الطاقة الحرة المعكوسة تظهر nonspontaneous بجهد سالب؛ وΔG° = 0 تعطي equilibrium؛ وأرسل عمدًا n = 0 لإظهار مسار invalid_input الصلب الذي يحمي من القسمة غير المعرّفة. المهام الفاشلة التي تعيد invalid_input لا تستهلك الرصيد المدفوع مسبقًا فتبقي السكربتات الاستكشافية رخيصة عندما يرسل المتعلمون عمدًا إلكترونات صفر.
أسئلة تقنية
ماذا يحدث عندما يكون عدد الإلكترونات صفرًا؟
القسمة على صفر غير معرّفة. تعيد هذه الأداة invalid_input بدل Infinity أو NaN عندما يكون n صفرًا أو شبه صفر.
هل حاسبة جهد الخلية من غيبس مجانية؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. استدعاءات API تستخدم رصيد KIT المدفوع مسبقًا بسعر $0.002 لكل طلب ناجح؛ المهام الفاشلة لا تُحاسب أبدًا.