• 締切済み

ネルンストの式

ネルンストの式は、濃度(活量)と電位の定量的な関係式である。 と、自分なりに勉強してたどり着いた考えなのですが、 これにでてくる活量がいまいちわかりません。 活量とは何なのでしょうか?

  • 化学
  • 回答数2
  • ありがとう数1

みんなの回答

  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1631/3289)
回答No.2

多くの熱力学的性質が,考えているものの濃度に依存することがわかり,比較的低濃度の場合,濃度と性質が単純な関数,たとえば比例とか対数とか,そういうので表されることがわかり,多くの理論式が導かれました. ところが,濃度が上がってくると,これらの式が通用しなくなると言うことも,だんだんわかってきたわけです. そこで,濃度とは別に,理論式を成立させるような,いわば有効濃度のような概念が導入され,それに活量という名がついたわけです. 活量は本来無次元量 (標準状態を定義するときに使う標準濃度との比で表すため) ですが,mol/L を単位としてとったモル濃度とは,低濃度条件では数値が一致します (というか,そうなるように定義した). 活量係数γは,濃度と活量の比であり,上記の場合には1になります. 一般的には活量は濃度よりも小さく,γ<1 なのですが,場合によってはγ>1 ということもあるので,有効に「作用する」割合,という解釈はちょっと問題です.

回答No.1

重量モル濃度mに活量係数γをかけた値を活量といいます。 実際に溶けているイオンすべてが有効に作用するわけではないので、有効に作用するイオンの濃度のことを活量といいます。

関連するQ&A

  • ネルンストの式からの濃度測定について

    通常は標準電極と滴定溶液の電位差を測定することで、酸化還元種を定量することができますが、以下の電池を使用することにより、ネルンストの式を用いて直接イオン濃度が測定できると教わりました。 Hg | Hg2Cl2 | KCl || KNO3 || Ag+ | Ag 例えば、Ag+が1.00Mのときの起電力が5.00Vだと分かれば、起電力が2.00VのときのAg+の濃度がネルンストの式から求められるというのです。 自分でも色々と考えてみたのですが、ネルンストの式をどのように用いれば、起電力が2.00VのときのAg+の濃度が出せるのか分かりませんでした。 もし、お分かりの方がいらっしゃいましたら、教えて頂きたいと思います。 以上、よろしくお願いいたします。

  • 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。

  • ネルンストの式について教えて下さい。

    ネルンストの式は溶液中に存在する酸化還元種の濃度によって、不活性電極の電位がその標準酸化還元電位からずれる、ということを表す式ですが、これについて教えて下さい。 例えばFe(CN)6などの酸化還元種が溶液に溶けている場合にはその濃度比によって電位が変化することは理解出来ます。 これらの酸化還元種が溶けていない場合でも純水中であれば、OH-とH+を酸化還元種と見なすことで、つまりpHによって電位が変化することは分かります。 ではKClやNaClなどの電解質が溶けた溶液ではどのように電極電位は決まるのでしょうか? 強電解質であってもpHだけで電極電位は決まるのでしょうか?

  • 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?

  • ネルンスト拡散層におけるポテンシャルについて教えて下さい。

    ネルンスト拡散層においては ネルンストの式によって、電極電位が決まるわけですが、 一方でポテンシャルはどのような式で表されるのでしょうか? 酸化物、還元物の濃度比によって電位が変わってくると思うのですが、 どのような式で表されるのでしょうか? よろしくお願い致します。

  • H2O/H2 のネルンスト式

    H2O/H2 のネルンスト式を立ててください O2/H20の標準電位=1.23v と0.0591は与えられています。

  • 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????

  • 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-電極電位の決定

    25℃、水素1気圧、酸素1気圧、pH=5 の条件下で作動する水素-酸素燃料電池の理論電池電圧を求める問題について質問させてください。  2H+ + 2e- ⇔ H2    (ⅰ)  O2 + 4H+ + 4e- ⇔ 2H20 (ⅱ) (ⅰ),(ⅱ)式は酸性水溶液中の水素及び酸素電極反応です。 (平衡の記号は適切な記号がなかったので⇔にしました) (ⅰ),(ⅱ)式についてそれぞれネルンスト式を立て、それぞれの電極電位(EⅰとEⅱ)を求めてその差分が理論電池電圧になるのですか? (ⅰ),(ⅱ)式ではそれぞれ反応に関与する電子数が異なるので単に   Eⅱ-Eⅰで求まるのかよくわかりません。

  • 活量について

    硫酸銅水溶液に銅版を浸し、銀・塩化銀電極を用いて自然電位を測定して銅イオンの活量を求めようとしました。活量を求めるのにはネルンストの式を使いました。 すると結果が 0.01M→0.037V 活量0.00025 0.05M→0.060V 活量0.0014 0.1M→0.065V 活量0.0021 0.5M→0.077V 活量0.0053 1.0M→0.086V 活量0.013 となってしまい明らかに活量係数が小さすぎです。 計算間違いでしょうか? さらに、蒸留水希釈で行ったため、イオン強度は一定ではなく、電位がこれほど変化しないはずなので非常に困っています。 自然電位を測るだけなら、IRドロップ(オーム降下、IR損、オーム損)は考えなくていいんですよね?