Calcolatore potenziale di elettrodo vs pH

Un calcolatore del potenziale di elettrodo in funzione del pH converte l'acidità di una soluzione e la pressione parziale dell'idrogeno gassoso nel potenziale reversibile della semicella a idrogeno. Inserisca pH e P(H2); lo strumento applica l'equazione di Nernst a venticinque gradi Celsius con E-zero uguale a zero per definizione per l'elettrodo standard a idrogeno, restituendo E in volt, i fattori di pendenza per decade, una stringa di equazione leggibile e la sostituzione passo passo. Laboratori di corrosione, schizzi di Pourbaix, didattica sulle batterie e valori attesi dei coding kata hanno tutti bisogno dello stesso controllo deterministico di E(pH, P) senza aprire un foglio di calcolo pieno di costanti.

Cosa significa il potenziale dell'elettrodo a idrogeno in funzione del pH

L'elettrodo standard a idrogeno definisce lo zero della scala dei potenziali elettrochimici: la semireazione di due ioni H+ più due elettroni in equilibrio con idrogeno biatomico gassoso ha E-zero uguale a zero volt ad attività unitaria di H+ e pressione unitaria di H2. Lontano da quelle condizioni standard il potenziale reversibile si sposta sia con l'attività dello ione idrogeno sia con la pressione parziale dell'idrogeno.

Scrivendo l'equazione di Nernst alla temperatura fissa di venticinque gradi Celsius e convertendo l'attività di H+ in pH si ottiene una dipendenza lineare dal pH più una correzione logaritmica per la pressione: E è uguale a meno la pendenza per decade per il pH meno metà di quella pendenza per il logaritmo in base dieci di P di H2.

La pendenza per decade è RT per il logaritmo naturale di dieci diviso per la costante di Faraday, circa cinquantanove millivolt per unità di pH a temperatura ambiente, motivo per cui molti libri citano E approssimativamente uguale a meno zero virgola zero cinque nove per il pH quando P è un bar.

Docenti e correttori automatici tengono al rifiuto delle pressioni non positive quanto alla risposta numerica: uno studente che inserisce P uguale a zero in un termine logaritmico è uscito dal dominio del modello, e un aggancio silenzioso a un epsilon minuscolo nasconderebbe quell'errore. Il percorso di verifica ricalcola gli stessi R, F e T fissi usati per i campi pubblicati, quindi una risposta riuscita include sempre passaggi che può verificare in test o quaderni di laboratorio.

Consigli pratici, limiti e ricerche correlate

Mantenga pH e pressione entro l'intervallo assoluto pubblicato, così il termine logaritmico e le moltiplicazioni non possono sconfinare in un potenziale non finito che il risolutore deve rifiutare. Quando controlla il client, preferisca inviare numeri anziché stringhe preformattate; i numeri in forma di stringa sono accettati solo se rispettano un rigido pattern numerico finito.

Usi bar o atmosfere in modo intercambiabile per P_H2 nelle forme ideali insegnate nella maggior parte dei corsi di chimica generale: l'espressione numerica di Nernst è la stessa quando entrambe sono trattate come rapporto di pressione adimensionale rispetto a un bar.

Questa pagina si rivolge a chi cerca un calcolatore del potenziale di elettrodo in funzione del pH, uno strumento Nernst per l'elettrodo a idrogeno o il potenziale SHE online; non è un generatore completo di diagrammi di Pourbaix multispecie, non è un risolutore Nernst a temperatura variabile per coppie redox arbitrarie e non è un modello OCV per pacchi batteria.

Preferisca questa capacità quando dispone già di pH e P_H2 e Le serve solo il potenziale della semicella a idrogeno; se la fonte è un problema a parole, estragga prima quelle due grandezze. Le verifiche di andata e ritorno sono semplici: ricalcoli a mano meno la pendenza per decade per il pH meno metà di quella pendenza per il logaritmo in base dieci della pressione e confermi che è uguale al potenziale pubblicato entro lo stesso arrotondamento a dodici decimali.