Calcolatore equazione di Nernst
Una pila Daniell con potenziale standard di 1,1 V, 2 elettroni e quoziente di reazione 0,01 segna circa 0,05916 V in più dello standard a 25 °C. Indichi E°, gli elettroni e Q per ottenere la tensione che misurerebbe davvero. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- E0
- 1,1
- N
- 2
- Quoziente di reazione Q
- 0,01
- T
- 298,15
- E
- 1,1591593497
- Correzione
- -0,0591593497
- Fattore di Nernst
- 0,0128462896
L'equazione di Nernst converte un potenziale di cella standard nella tensione che Lei misura davvero quando le concentrazioni o le pressioni parziali non sono tutte di un molare o di un bar. Dati E°, il numero di elettroni trasferiti nella reazione di cella bilanciata, il quoziente di reazione Q e, in modo opzionale, la temperatura assoluta, questa capacità restituisce il potenziale di cella non standard E con una formula SI deterministica — senza tabelle, senza rete e senza deriva casuale. Gli studenti la usano per controllare i compiti su celle di concentrazione e scarica delle batterie; ingegneri e software di laboratorio usano lo stesso contratto per fissare i valori attesi in millivolt nei test. Zero elettroni vengono respinti come input non valido perché il fattore RT su nF è indefinito.
Di cosa ha bisogno l'equazione di Nernst: E°, n, Q e temperatura
Scriva la reazione di cella in forma bilanciata e individui tre grandezze. Primo, il potenziale di cella standard E° in volt — il valore tabulato quando ogni specie è a attività unitaria, di solito preso da tabelle di potenziali di riduzione a venticinque gradi Celsius. Secondo, n, le moli di elettroni annullate tra le semireazioni di ossidazione e riduzione; per zinco più rame due più della classica cella di Daniell, n vale due.
Terzo, il quoziente di reazione Q costruito dalle attività dei prodotti sulle attività dei reagenti con esponenti stechiometrici, usando concentrazioni in molarità per le specie disciolte e pressioni parziali in bar per i gas quando questa è la convenzione del Suo corso. Invia in opzione la temperatura assoluta T in kelvin; se la omette, il motore usa duecentonovantotto virgola uno cinque kelvin, lo standard abituale di laboratorio.
La formula applicata è E uguale a E° meno RT su nF per il logaritmo naturale di Q, con la costante dei gas R e la costante di Faraday F fisse in unità SI, così i risultati coincidono con i controlli da manuale della forma E circa E° meno zero virgola zero cinque nove uno sei su n per il logaritmo in base dieci di Q a venticinque gradi.
Domande frequenti
Come si calcola il potenziale di cella con l'equazione di Nernst?
T opzionale è la temperatura in kelvin (predefinito 298.15). La risposta include E in volt.
Cosa succede se n è zero?
Zero elettroni rendono indefinito il fattore di Nernst RT/(nF) (divisione per zero), quindi il motore rifiuta l'input e non addebita.
Quale temperatura viene usata per impostazione predefinita?
Se omette T, il calcolatore usa 298.15 K (25 °C). A quella temperatura la pendenza log10 è circa 0.05916 V, in linea con le forme comuni dei manuali.
Il calcolatore dell'equazione di Nernst è gratuito?
Lo strumento nel browser gira gratis sul Suo dispositivo.
Perché la tensione supera E° quando Q è minore di 1?
Perché il logaritmo di un numero minore di 1 è negativo, quindi la correzione di Nernst si somma invece di sottrarsi. Quando Q è maggiore di 1 succede il contrario e la tensione scende sotto il potenziale standard.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
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Chiamala dal tuo stack
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req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"e0": 1.1,
"n": 2,
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}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.nernst_equation",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Di cosa ha bisogno l'equazione di Nernst: E°, n, Q e temperatura
Ingressi identici producono sempre JSON identico perché il percorso è aritmetica pura senza rete, senza seme casuale e senza orologio di parete. Gli alias di campo accettano E0, electrons, quotient e temperature così i parser dei compiti e le demo SDK possono usare nomi familiari senza riscrivere i payload.
Come leggere E, la correzione di Nernst, i logaritmi e la forma log10 da aula
In caso di successo la risposta restituisce e0, n, Q e T, poi riporta E e E_volts come potenziale di cella non standard in volt dopo l'applicazione della correzione di Nernst. Il campo correction è il termine completo RT su nF per ln di Q che è stato sottratto da E°, così può mostrare agli studenti sia la tensione standard grezza sia di quanto le attività non unitarie abbiano spostato la lettura. nernst_factor è solo RT su nF, utile quando desidera il prefattore senza moltiplicare per il logaritmo. ln_Q e log10_Q espongono entrambi i logaritmi del quoziente di reazione per software di valutazione che controllano i passaggi intermedi. slope_log10 è RT per ln di dieci su F — il familiare fattore di circa zero virgola zero cinque nove volt a temperatura ambiente — così un'interfaccia può mostrare la riscrittura da aula E uguale a E° meno la pendenza su n per il log dieci di Q. E_log10_form ricalcola con quella riscrittura e deve coincidere con E entro il rumore ordinario a virgola mobile, offrendo un controllo incrociato per i tutorial. constants elenca R e F con unità affinché i taccuini di laboratorio citino i valori SI esatti usati. formula e method etichettano il percorso come nernst_equation per la ramificazione a valle senza ispezionare le forme. Campi obbligatori assenti, numeri non finiti, Q non positivo, T non positivo e zero elettroni falliscono con invalid_input e non vengono addebitati dopo il rifiuto del motore.
Uso dell'API, prezzi, flussi di laboratorio e limiti pratici
Usi il calcolatore gratuito dell'equazione di Nernst nel browser per controlli dei compiti, dimostrazioni in aula e intuizione rapida di chimica delle batterie senza installare un foglio di calcolo o un CAS. Invii un corpo JSON con i campi numerici obbligatori e0, n e Q, più T opzionale in kelvin quando l'esperimento non è a venticinque gradi Celsius. Usi l'API prepagata quando una piattaforma di tutoraggio, un taccuino di elettrochimica, un microservizio di modello di batteria o un generatore di curriculum ha bisogno di un contratto stabile sotto saldo KIT a $0.002 per elemento riuscito; i fallimenti di validazione non consumano mai saldo dopo il rifiuto. Abbini questo endpoint a strumenti di costante di equilibrio quando Q proviene da concentrazioni misurate, o a calcolatori di emivita e resa quando l'unità circostante è stechiometria più ampia piuttosto che sola elettrochimica. Mantenga n diverso da zero e Q strettamente positivo; valori estremi di Q restituiscono comunque E finito quando il logaritmo è definito, ma la notazione scientifica nel JSON resta responsabilità del chiamante per la visualizzazione. Gli autori che distribuiscono SDK possono mappare E, correction e slope_log10 direttamente in righe di interfaccia che rispecchiano gli esempi svolti che gli studenti scrivono a mano quando applicano l'equazione di Nernst.
Casi di integrazione
Verifica di compiti ed esami
Gli studenti inseriscono E°, n e Q per celle di concentrazione o problemi tipo Daniell, confrontano E con le soluzioni svolte e ricevono un chiaro errore invalid_input quando n è zero per sbaglio.
Taccuini di laboratorio e modelli di batteria
I laboratori di elettrochimica e i simulatori leggeri di batteria chiamano un endpoint prepagato stabile per previsioni in millivolt da Q misurato senza reimplementare R, F e ln in ogni linguaggio.
Piattaforme di tutoraggio e generatori di curriculum
I creatori di lezioni producono esercizi di Nernst con JSON strutturato per flashcard e quiz auto-valutati, usando il widget gratuito del browser per le demo e l'API per la valutazione lato server.
Domande tecniche
Q deve essere maggiore di zero?
Sì. Il logaritmo naturale di Q è indefinito per quozienti nulli o negativi, quindi un Q non positivo genera invalid_input.