De wet van nernst wordt op de middelbare school een gewoon een beetje neergezet als: dit is hem. Ik snap daarom ook heel goed dat je 'm vaag en onbegrijpelijk vindt. Ik denk alleen dat je er op dit moment niet gelukkiger van wordt, als ik je de complete afleiding van de formule geef, daar komt namelijk weer aardig wat wiskunde bij kijken.
De wet van nernst wordt gebruikt om, wanneer de reactie
omstandigheden niet meer standaard zijn, toch te kunnen bepalen of een reactie gaat verlopen. Standaard reactie omstandigheden wil zeggen: alle concentraties 1 M, een temperatuur van 293 K, of 20 graden C, etc. De reacties in de binas redox tabel zijn bijvoorbeeld allemaal gegeven in standaard omstandigheden.
Goed, hoe gebruik je die ingewikkelde formule nou? Om te beginnen: in het algemeen (en in mijn binas, vierde druk) ziet de formule er zo uit:
V = V
0 + RT/(nF) * ln [Red]/[Ox]
Hierbij is V de spanning (in volt) van de halfreactie ('redoxkoppel') in de niet-standaard omstandigheden, en V
0 de spanning in de wel standaard omstandigheden. R en F zijn constantes, die kun je opzoeken in binas. T is de temperatuur in kelvin (niet in celcius!!), en n is het aantal elektronen dat bij de halfreactie wordt overgedragen. [Ox] en [Red] zijn de concentraties van de oxidator en de reductor
binnen de halfreactie.
Hoe werkt dat in de praktijk? Even een voorbeeldje:
In de halfreactie
Ag
+ + e
- <----> Ag (s)
is Ag
+ dus de oxidator, die neemt namelijk de elektronen op (bekijk de reactie hiervoor van links naar rechts), en moet je daarvan dus de concentratie nemen. Idemdito voor Ag(s), dit is in deze halfreactie de reductor, hij staat zijn elektronen af (als je de reactie van rechts naar links bekijkt).
Als je in binas kijkt, vind je dat V
0 = 0,80 V. Je ziet ook dat er 1 elektron wordt overgedragen, dus n = 1. Als je ook de beginconcentraties weet van de reactie (en de temperatuur) , kun je dus V berekenen :-)
Nu zijn er een stel slimme koppen geweest, die hebben bedacht dat het makkelijker is om de formule iets om te schrijven, ervan uitgaande dat de temperatuur altijd 293 K is:
V = V
0 + 0,059/n * log [Red]/[Ox]
Hierbij moet je dus de
10log gebruiken in plaats van de e-log. Maar pas op, dat mag je dus alleen gebruiken als de temperatuur (ongeveer) 293 K is.
Overigens: overtuig jezelf ervan dat de formule in elk geval een beetje klopt, door voor [Ox] en [Red] eens 1 M (standaardomstandigheden dus) in te vullen. Je zult zien dat de ln van 1 altijd 0 is. Het hele rechterdeel valt dan weg, en V = V
0 ![]()
Tenslotte: het wordt ingewikkelder als er meerdere moleculen links en rechts van de pijl staan. Je doet dan hetzelfde als bij het berekenen van de evenwichtsconstante. Ik denk echter dat ze jullie daar niet mee zullen lastig vallen.
Succes
![]()
/edit @hierboven: grr