Die Nernst-Gleichung beschreibt das Verhältnis zwischen der elektrochemischen Zellspannung einer galvanischen Zelle und den Konzentrationen der beteiligten Stoffe. Sie wurde von dem deutschen Physikochemiker Walther Nernst im Jahr 1889 entwickelt.
Die Nernst-Gleichung lautet:
E = E° - (RT/(nF)) * ln(Q)
In dieser Gleichung steht E für die aktuelle Zellspannung, E° für die Standard-Zellspannung, R für die universelle Gaskonstante, T für die Temperatur in Kelvin, n für die Anzahl der übertragenen Elektronen in der Redoxreaktion, F für die Faraday-Konstante und ln(Q) für den natürlichen Logarithmus des Reaktionsquotienten.
Die Nernst-Gleichung ermöglicht es, die Zellspannung einer galvanischen Zelle unter nicht-standard Bedingungen zu berechnen. Durch Variation der Konzentrationen der beteiligten Stoffe kann die Zellspannung beeinflusst werden. Durch die Nernst-Gleichung können auch Reaktionen vorhergesagt werden, wenn die Zellspannung bekannt ist.
Es ist zu beachten, dass die Nernst-Gleichung eine Berechnungsformel ist und einige Vereinfachungen und Annahmen beinhaltet. Sie gilt nur für galvanische Zellen unter idealem Verhalten, bei denen keine Widerstände oder Verluste auftreten.
Die Nernst-Gleichung hat Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie der Elektrochemie, der Biochemie und der Umweltwissenschaft. Sie wird beispielsweise verwendet, um pH-Werte zu berechnen oder Redoxreaktionen in biologischen Systemen zu analysieren.
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