• ベストアンサー

ネルンストの式

今度、ゼミで教授にネルンストの式を説明しなくてはいけないのですが、自分なりに調べてみてもネルンストの式がいまいち理解できません。 ネルンストの式は何を調べるときに使うものなのでしょうか? また、E=E゜-RT/nF ln aRed/aOx が E=E゜- 0.0592/n log aOx/aRed になると思うのですが、0.0592がいくら計算しても出てきません。 誰か教えていただけないでしょうか????

  • 化学
  • 回答数2
  • ありがとう数3

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • nious
  • ベストアンサー率60% (372/610)
回答No.1

各定数を、R=8.314、T=298K、F=96500C とすれば、 (RT/nF)*ln(K)=(RT/nF)*{log(K)/log(e)} これを計算すると係数部分がその数値になると思いますよ。

その他の回答 (1)

回答No.2

ネルンストの式では平衡状態における電極電位を求めることが出来ます。

関連するQ&A

  • ネルンストの式について、よろしくお願いします。むしろ式というより算数な

    ネルンストの式について、よろしくお願いします。むしろ式というより算数なんですが、、、、 単位は省かせてください VX=8.31・37+273/1・{9.65・(10の4乗)} ln 4.5/135.0 ln2=0,690 ln3=1.10 ln5=1.61 ln7=1.95 ln10=2.30 logの計算よりその前の計算がなぜかあわないんです どなたか かなり細かく計算式を教えてください よろしくお願いします

  • ネルンスト式について

    ネルンスト式について 以下の式において、ネルンスト式ってどの様に表記されますか? 2Ag^+ + Pb = 2Ag + Pb^2+ -(1) 僕の考えですと、Ag^+とPb^2+が酸化剤、PbとAgが還元剤だと思うので E=E0+(RT/2F)ln(a(Ag^+)^2・a(Pb^2+)/a(Pb)a(Ag)^2) -(2) となると思うのですが、左辺/右辺となっている教科書をよく目にします。つまり E=E0+(RT/2F)ln(a(Ag^2)^2・a(Pb)/a(Ag)^2・a(Pb^2+)) -(3) 1式のネルンスト式として正しい式は2,3式のどちらでしょうか?あるいは、両方間違っているのでしょうか? 純個体の活量が1ということは把握していますが、そこは活量表記のままのほうが自分としては議論しやすいので、そのままにしました。 分かる方、解説をつけてご回答よろしくお願い致します。

  • ネルンスト式に関しての初歩的な計算の質問です。

    電気化学初心者です。初歩的な間違い、勘違い等ご指摘いただけたらと思っています。宜しくお願いします。 今二酸化塩素と鉄の腐食を考えています。 ClO2+e-⇒ClO2-・・・(1)(酸化還元電位0.96Vとする) Fe⇒Fe2++2e-・・・(2)(酸化還元電位-0.44Vとする) (1)(2)より 2ClO2+Fe⇒2ClO2-+Fe2+・・・(3) 標準状態でのギブスの自由エネルギー変化ΔG*は ΔG*=(2ΔG*ClO2-+ΔG*Fe2+)-(2ΔG*ClO2+ΔG*Fe)・・・(4) 標準状態と仮定せずに一般的な状態ΔGで考えると G=G*+RT lnA・・・(5) だから(5)を(4)に代入すると ΔG=(2ΔGClO2--2RT lnClO2-+ΔGFe2+-RT lnFe2+)- (2ΔGClO2-2RT lnClO2+ΔGFe-RT lnFe) ΔG=2(ΔGClO2――ΔGClO2)+(ΔGFe2+-ΔGFe)+2RT lnClO2/ClO2-+RT lnFe/Fe2+ ΔG=2(ΔGClO2+ΔGce)+(ΔGFe-2ΔGae) +2RT lnClO2/ClO2-+RT lnFe/ Fe2+ 今腐食が起こり平衡状態であると仮定すれば2(ΔGce-ΔGae)=0だから ΔG=2ΔGClO2+ΔGFe+2RT lnClO2/ClO2-+RT lnFe/Fe2+ 両辺を-nFで割ると E=2EClO2+EFe+2RT/nF lnClO2-/ClO2+RT/nF lnFe2+/Fe E=(2×0.96)+(-0.44)+2RT/nF lnClO2-/ClO2+RT/nF lnFe2+/Fe E=1.48+2RT/nF lnClO2-/ClO2+RT/nF lnFe2+/Fe E=1.48+RT/nF ln(ClO2-/ClO2)2×Fe2+/Fe E=1.48+RT/nF ln K(Kは(3)の平衡定数) n=2なので E=1.48+0.0295 log K このような計算の考え方であっているのでしょうか? いまいちネルンスト式の本質を分かっていないので説明お願いします。

  • ネルンストの式にあるlnが何かわかりません。

    ネルンストの式にあるlnが何かわかりません。 計算するときはどうすればいいのですか?

  • Fe²⁺の酸化の総括反応のネルンストの式

    Fe²⁺の酸化の総括反応のネルンストの式は (1/2)O₂(g)+2H⁺+2Fe²⁺→H₂O+2Fe³⁺ より E=E⁰-(RT/2F)×ln(Po₂×[H⁺]^(2)×[Fe²⁺]^(2)/[Fe³⁺]^(2)) であってますか? 分かる方ご教授お願いいたします。

  • ネルンストの式を用いた問題について

    ネルンストの式を用いた問題について H2(1atm)|HCl(1.0M),AgCl|Agで表される電池で、 1/2H2+AgCl → Ag+H(水素イオン)+Cl(塩化物イオン)の反応で表され、Ag(銀イオン)+e‐ → Ag の標準電極電位を0.80V、AgClの溶解度積を1.7×10(の-10乗)mol(の2乗)/l(の2乗)とするとき、起電力を求めよという問題があったのですが、 ネルンストの式より、 E=E0-RT/F・ln{a(Ag)/a(Ag+)}という式を求め、ここでAgは固体だから活量a(Ag)=1であると解答には書かれているのですが、この意味がよくわかりません。 どなたかこの活量a(Ag)=1が示される理由はわかりませんか?

  • 水の電気分解

    先日1N硫酸と0.1N水酸化カリウム水溶液を用いた水の電気分解の実験をしました。 硫酸の場合、陰極での反応はH+ + e- →1/2H2となるので、ネルンストの式から陰極電位Eを求めると、 E = E0 - RT/nF×ln(1/[H+]) となるのですが[H+]の部分がいまいちわからないの値が求められません。 底の変換で、ln(1/[H+]) = pH/log e となるらしいのですがそれでも解けません。 また、水酸化カリウム水溶液の場合、陰極ではH2O + e- →1/2H2 + OH-となるので、 E = E0 - RT/nF×ln[OH-] となるのですが、これも[OH-]の部分がわからないので解けません。 よろしければ回答お願いします。

  • ネルンストの式と電極電位およびモル濃度について

    電子授受平衡 AgCl + e- = Ag +Cl- で、[Cl-] = 0.01M のとき、Ag-AgCl電極がSHEに対して示す電位を求めよ。 また、ZnCl2水溶液中のZn電極電位が平衡状態で-1.100V vs Ag-AgClのときのZnCl2のモル濃度を求めよ。 という問題なのですが、一番最初から躓いています。 ネルンストの式で、 E = E゜ + RT/nF * Ln([Ox]/[Re]) に値を代入するだけなのですが、解答が合いません。 ちなみに回答は +0.104V vs SHE と、2.1×10^-5 M です。

  • ネルンストの式で銅と過酸化水素の酸化還元電位を計算する方法について

    ネルンスト式に関しての初歩的な計算の質問です。電気化学は独学でして、計算方法が正しいか自信がありませんので、皆様方に質問させて頂きたいと考えております。初歩的な間違い、勘違い等ご指摘頂けると助かります。宜しくお願い致します。 pH=7における銅と過酸化水素の水溶液中の酸化還元電位を計算する。 【アノード反応】 (1)Cu(S) + H2O = CuO(S) + 2H+ + 2e- : E0 = 0.558 V vs.SHE ※銅のアノード反応については下記の式(2)も考えられますが、プールベ図から中性では酸化銅が生成すると考え、上記の式(1)を用いました。 (2)Cu = Cu2+ + 2e- : E0 = 0.345 V vs.SHE (1)の半反応式から電極電位を計算する  Er = Eo + RT / zF × ln ([Ox]/[Rd])   z = 電荷数   R = 気体定数   T = 絶対温度   F = ファラデー定数   Eo = 標準電極電位    = 0.558 + 8.314 * 298 / (2 * 96500) * 2.303 * 1 / ( 2×log10 [H+] ) = 0.558 + 8.314 * 298 / (2 * 96500) * 2.303 * 1 / (2 * log10(10^(0-7))) = 0.556V ※固体は活量変化が無いので [ ]は1とし記載を省略。 【カソード反応】 (3)H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O : E0 = 1.776 V vs.SHE (3)の半反応式から電極電位を計算する  Er = Eo + RT / zF × ln ([Ox]/[Rd])   = Eo + RT / 2F × ( 2 × ln[H+] )   = 1.776 + 8.314 × 298 / (2 * 96500) × 2.303 × ( 2 × log10 [H+] )   = 1.362   アノード反応とカソード反応の電位差から pH=7の時の Cu + H2O2 = H2O + CuO の酸化還元電位は 1.362 - 0.556 = 0.804 V 計算は以上です。 お手数かけますがご指摘等、宜しくお願い致します。

  • 平衡電位の問題について

    電気化学の、平衡電位の問題について質問させていただきます。 初歩的な質問ですが、お答えいただけると嬉しいです。 「超純水中の水素発生反応(電気分解)の平衡電位を求めよ」という問題で、 pH=0における 2H+ + 2e- → H2 の平衡電位が 0(VvsSHE) と与えられています。 ネルンストの式 O+ +e- → R において、 E=E゜+(RT/nF)×ln([O]/[R]) に、 E゜=0、R・T・Fは各定数の値、n=2、 [O]=[H+]^2、 [R]=[H2]、を代入して求めようとしたのですが、 [H2]に何を入れたらよいのかわかりません。 教科書やインターネットで調べて、Rが固体の時は活量を1として使うことができることを知りました。 Rが気体のときは何の値を入れればよいのでしょうか? また、一応ですが模範回答があり、 ネルンストの式=E゜+(8.314×298/2×96500)×2.303×log[H+]^2          =E゜-0.059×pH したがって超純水のpH=7なので、・・・・・ とあるのですが、まだネルンストの式を使い慣れていないからか、 どう計算しているのか?計算過程がよくわからないです。。。 pHを使えるように、lnをlogに直したときに2.303が出てきたのはわかるのですが・・、 2行目の式でどこからマイナスが出てきたのか??と混乱してしまっています。 基礎中の基礎の質問であることは承知の上です。 申し訳ございません。わかる方、どうか教えていただけないでしょうか。 よろしくお願いいたします。