حاسبة جهد القطب مقابل pH
اعرف الجهد العكوس لقطب الهيدروجين من الرقم الهيدروجيني للمحلول وضغط الغاز: عند pH 7 وضغط 1 بار يبلغ −0.414 فولت. تُطبَّق معادلة نرنست عند 25 °م وتظهر كل خطوة تعويض. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- pH
- 7
- الضغط
- 1
- pH
- 7
- P(H2)
- 1
- الضغط الجزئي
- 1
- درجة الحرارة K
- 298.15
تحوّل حاسبة جهد القطب مقابل pH حموضة المحلول والضغط الجزئي لغاز الهيدروجين إلى الجهد الانعكاسي لنصف خلية الهيدروجين. أدخل pH وP(H2)؛ تطبق الأداة معادلة Nernst عند خمس وعشرين درجة مئوية مع E° مساويًا للصفر بحكم التعريف لقطب الهيدروجين القياسي، فتعيد E بالفولت، وعوامل ميل العقد، وسلسلة معادلة مقروءة، وتعويضًا خطوة بخطوة. تحتاج مختبرات التآكل، ومخططات Pourbaix التخطيطية، وتدريس البطاريات، والقيم المتوقعة في تمارين البرمجة إلى فحص E(pH, P) الحتمي نفسه دون فتح جدول بيانات للثوابت.
ماذا يعني جهد قطب الهيدروجين مقابل pH
يعرّف قطب الهيدروجين القياسي الصفرَ في سلم الجهود الكهروكيميائية: فنصف التفاعل الذي يرتبط فيه اثنان من أيونات H+ بإلكترونين في اتزان مع غاز الهيدروجين الثنائي يمتلك E° يساوي صفر فولت عند فعالية واحدة لأيون H+ وضغط واحد لغاز H2. وبعيدًا عن تلك الشروط القياسية ينزاح الجهد الانعكاسي مع كل من فعالية أيون الهيدروجين والضغط الجزئي للهيدروجين.
وبكتابة معادلة Nernst عند درجة حرارة ثابتة قدرها خمس وعشرون درجة مئوية وتحويل فعالية H+ إلى pH نحصل على اعتماد خطي على pH مع تصحيح لوغاريتمي للضغط: E يساوي سالب ميل العقد في pH ناقص نصف ذلك الميل في لوغاريتم P(H2) للأساس عشرة. ميل العقد هو RT في اللوغاريتم الطبيعي للعدد عشرة مقسومًا على ثابت Faraday، أي نحو تسعة وخمسين ملي فولت لكل وحدة pH عند درجة حرارة الغرفة، ولهذا تذكر كثير من الكتب أن E يساوي تقريبًا سالب 0.059 في pH عندما يكون P يساوي بارًا واحدًا.
يهتم المعلمون وأنظمة التصحيح الآلي بحالة رفض الضغط غير الموجب بقدر اهتمامهم بالناتج العددي: فالطالب الذي يعوّض P بصفر في حد لوغاريتمي قد خرج من مجال النموذج، وإن تثبيتًا صامتًا عند قيمة صغيرة جدًا كان سيُخفي ذلك الخطأ. يعيد مسار الفحص حساب القيم الثابتة نفسها R وF وT المستخدمة في الحقول المنشورة، لذلك تأتي الاستجابة الناجحة دائمًا مصحوبة بخطوات يمكن التحقق منها في الاختبارات أو دفاتر المختبر.
نصائح عملية وحدود وعمليات بحث ذات صلة
أبقِ قيم pH والضغط ضمن النطاق المطلق المنشور حتى لا يتسبب الحد اللوغاريتمي وحواصل الضرب في تجاوز يؤدي إلى جهد غير منتهٍ يضطر الحلّال إلى رفضه. فضّل إرسال الأرقام بدلًا من السلاسل المنسقة مسبقًا عندما تتحكم في العميل؛ فالأرقام النصية تُقبل فقط عندما تطابق نمطًا رقميًا منتهيًا صارمًا. استخدم البار أو الجو بالتبادل لوحدة P_H2 في الصيغ المثالية المدرّسة في معظم مقررات الكيمياء العامة — فالتعبير العددي لمعادلة Nernst واحد عندما تُعامل كلتاهما كنسبة ضغط عديمة البعد بالنسبة إلى بار واحد.
تستهدف هذه الصفحة من يبحث عن حاسبة جهد القطب مقابل pH، أو أداة Nernst لقطب الهيدروجين، أو جهد SHE عبر الإنترنت؛ وهي ليست مولّد مخططات Pourbaix كاملًا متعدد الأنواع، ولا حلّال Nernst متغير الحرارة لأزواج أكسدة واختزال اعتباطية، ولا نموذج OCV لحزم البطاريات. فضّل هذه القدرة عندما تملك pH وP_H2 ولا تحتاج سوى جهد نصف خلية الهيدروجين؛ أما إذا كان مصدرك مسألة لفظية، فاستخرج هاتين الكميتين أولًا.
فحوصات الذهاب والإياب سهلة: أعد حساب سالب ميل العقد في pH ناقص نصف ذلك الميل في لوغاريتم الضغط للأساس عشرة يدويًا، وتأكد أنه يساوي potential المنشور ضمن التقريب نفسه إلى اثني عشر رقمًا عشريًا.
حالات الاستخدام
فحص واجبات مسائل Nernst لقطب SHE
يدخل الطلاب pH وضغط الهيدروجين من أسئلة أنصاف الخلايا في الكتب المدرسية، ويقارنون قيم E وحدود الميل المحسوبة يدويًا بنتيجة حتمية قبل التسليم.
اختبارات وحدة لشيفرات الكيمياء الكهربائية
أنشئ حالات E(pH, P) صحيحة معروفة مع حالات رفض متعمدة لضغط غير موجب لاستخدامها قيمًا متوقعة في تمارين البرمجة وتجهيزات التكامل المستمر.
تحضير رسومات التآكل ومخططات Pourbaix
ترسم المختبرات خط الهيدروجين E مقابل pH عند قيمة P_H2 مختارة قبل رسم مناطق الاستقرار، باستخدام الثوابت نفسها عند خمس وعشرين درجة مئوية في كل تشغيل.
الأسئلة الشائعة
ما المعادلة التي تستخدمها هذه الحاسبة؟
معادلة Nernst لنصف خلية الهيدروجين عند 25 °C مع E° = 0 V: E = −(RT ln(10)/F)·pH − (RT ln(10)/(2F))·log10(P_H2).
ماذا يحدث عندما يكون الضغط صفرًا أو سالبًا؟
يكون log10(P_H2) غير معرّف عند ضغط غير موجب.
لماذا يكون E صفرًا عندما يكون pH صفرًا وP واحدًا؟
هذا هو تعريف قطب الهيدروجين القياسي: فعالية واحدة لأيون H+ (أي pH صفر) وضغط واحد لغاز H2 يعطيان E = E° = 0 V بموجب الاصطلاح.
هل يمكنني تغيير درجة الحرارة؟
ليس في هذه القدرة. درجة الحرارة ثابتة عند 298.15 K حتى تبقى نتائج goldens والمتصفح متطابقة؛ استخدم أداة Nernst متغيرة الحرارة إذا احتجت درجات حرارة أخرى.
كم يتغير الجهد مع كل وحدة من الرقم الهيدروجيني؟
بنحو 59 ملي فولت عند درجة حرارة الغرفة، وينخفض الجهد كلما ارتفع الرقم الهيدروجيني. لهذا تذكر كتب كثيرة عند ضغط 1 بار أن الجهد يساوي تقريبًا سالب 0.059 فولت مضروبًا في الرقم الهيدروجيني.
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/electrode-potential-ph \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"ph":7,"pressure":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/electrode-potential-ph", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"ph": 7,
"pressure": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/electrode-potential-ph",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"ph": 7,
"pressure": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/electrode-potential-ph", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"ph":7,"pressure":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"ph":7,"pressure":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/electrode-potential-ph", 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
{
"ph": 7,
"pressure": 1
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.electrode_potential_ph",
"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
عندما يكون الضغط صفرًا أو سالبًا يصبح اللوغاريتم غير معرّف، لذلك تعيد API خطأ invalid_input واضحًا بدلًا من اختلاق جهد. المسار حساب حتمي خالص — بلا شبكة، وبلا بذور عشوائية، وبلا اعتماد على ساعة النظام — لذلك يعيد مشغل المتصفح المجاني وواجهة API المدفوعة مسبقًا ملف JSON نفسه بعد التقريب العشري الثابت في كل استدعاء.
كيفية استدعاء API وما يعيده
يجب أن يكون الضغط موجبًا تمامًا؛ وتُعامل القيم التي تقل عن واحد في عشرة أس سالب خمسة عشر أو تساويه كغير موجبة وتُرفض. أرسل جسم JSON يتضمن عددين منتهيين مطلوبين: ph (وأسماؤه البديلة pH وp_h وacidity) وpressure (وأسماؤه البديلة p_h2 وP_H2 وpartial_pressure وpH2 وhydrogen_pressure). يجب أن تبقى القيم المطلقة ضمن الحد المنشور البالغ تريليونًا حتى تبقى حواصل الضرب الوسيطة منتهية بدقة IEEE مزدوجة على Worker وفي المتصفح. عند النجاح تعيد الاستجابة حقول ph وpressure المقربة تحت عدة أسماء شائعة، وتضبط temperature_k على 298.15، وتعرض ثابت الغاز وثابت Faraday الثابتين المستخدمين، وتنشر nernst_slope بوصفه عامل العقد الكامل RT ln(10)/F بالفولت، وتضبط potential وe وe_volts على جهد القطب المقرب نفسه، وformula على سلسلة Nernst مع E° مساويًا للصفر، وequation على سطر تعويض مكتمل ينتهي بالفولت، وmessage على ملخص قصير، وsteps على مصفوفة مرتبة من أسطر الحساب. يعيد فشل التحقق — حقول مفقودة، أو أعداد غير منتهية، أو قيم خارج الحدود المطلقة، أو ضغط غير موجب، أو جهد غير منتهٍ — الخطأ invalid_input ولا يُخصم رصيد عنه أبدًا. التسعير ثابت عند $0.002 لكل طلب ناجح مع بند الوحدة وسعر هامشي صفري للوحدة.
نصائح عملية وحدود وعمليات بحث ذات صلة
عند التدريس، قرن الأمثلة: pH سبعة مع هيدروجين عند بار واحد يعطي جهدًا قريبًا من سالب 0.414 فولت؛ وpH صفر مع بار واحد يسترجع E قريبًا من الصفر كما هو متوقع لمرجع SHE؛ وضغط صفري أو سالب يستعرض مسار invalid_input الصارم. المهام الفاشلة التي تعيد invalid_input لا تستهلك الرصيد المدفوع مسبقًا، مما يُبقي النصوص الاستكشافية منخفضة التكلفة عندما يضبط المتعلمون الضغط على الصفر عمدًا.
أسئلة تقنية
هل حاسبة جهد القطب مقابل pH مجانية؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. أما استدعاءات API فتستخدم رصيد KIT المدفوع مسبقًا بسعر $0.002 لكل طلب ناجح؛ ولا تُخصم المهام الفاشلة أبدًا.