Il primo passo è determinare la reazione cellulare e il potenziale cellulare totale.
Affinché la cella sia galvanica, E0cellula > 0.
(Nota: revisione Cella Galvanica Esempio Problema con il metodo per trovare il potenziale di una cella galvanica.)
Perché questa reazione sia galvanica, la reazione di cadmio deve essere la reazione di ossidazione. Cd → Cd2+ + 2 e- E0 = +0.403 V
Pb2+ + 2 e- → Pb E0 = -0,126 V
La reazione cellulare totale è:
Pb2+(aq) + Cd (s) → Cd2+(aq) + Pb (s)
ed E0cellula = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V
L'equazione di Nernst è:
Ecellula = E0cellula - (RT / nF) x lnQ
dove
Ecellula è il potenziale cellulare
E0cellula si riferisce al potenziale cellulare standard
R è il costante di gas (8.3145 J / mol · K)
T è il temperatura assoluta
n è il numero di talpe di elettroni trasferiti dalla reazione della cellula
F è La costante di Faraday 96485.337 C / mol)
Q è il quoziente di reazione, dove
Q = [C]c· [D]d / [A]un'· [B]B
dove A, B, C e D sono specie chimiche; e a, b, c e d sono coefficienti nell'equazione bilanciata:
a A + b B → c C + d D
In questo esempio, la temperatura è di 25 ° C o 300 K e 2 moli di elettroni sono stati trasferiti nella reazione.
RT / nF = (8.3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485.337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V
L'unica cosa rimasta è trovare il quoziente di reazione, Q.
Q = [prodotti] / [reagenti]
(Nota: per i calcoli del quoziente di reazione, i reagenti o i prodotti puri liquidi e puri solidi sono omessi.)
Q = [Cd2+] / [Pb2+]
Q = 0,020 M / 0,200 M
Q = 0,100
Combina nell'equazione di Nernst:
Ecellula = E0cellula - (RT / nF) x lnQ
Ecellula = 0,277 V - 0,013 V x ln (0,100)
Ecellula = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
Ecellula = 0,277 V + 0,023 V
Ecellula = 0,300 V