네른스트 식

네른스트 방정식(영어: Nernst Equation)이란 전기화학에서 양 극의 전해질의 농도가 같지 않을 경우에도 깁스 자유에너지를 이용하여 전지의 전극 전위 E를 기술하는 식이다. 1889년 발터 네른스트가 발견하였다.

전위차가 주어지면 네른스트 식을 적용하여 수소 이온 농도를 구할 수 있다.

식

산화체 Ox와 환원체Red간의 전자 주고 받기의 평형 반응이 다음과 같다고 하자.

$Ox+z{e}^{-}\rightleftharpoons Red$

이를 가능하게 하는 전극전위 E는 다음 식으로 기술되며 이를 네른스트 식이라고 한다.

$E=E^{\circ }-\frac{RT}{z\mathrm{F}}\ln \frac{a_{\mathrm{R}\mathrm{e}\mathrm{d}}}{a_{\mathrm{O}\mathrm{x}}}$

• E⁰：표준전극전위
• R：기체 상수
• T：절대 온도 (K)
• z：산화-환원 반응식에 참여하는 전자의 수
• a：환원 및 산화체의 활성도
• F： 패러데이 상수=96,485 C mol^-1

또한 표준 상태 (1기압, 25°C)에서는 다음과 같이 계산이 가능하다.

$E=E^{\circ }-\frac{0.05916}{z}\log \frac{a_{\mathrm{R}\mathrm{e}\mathrm{d}}}{a_{\mathrm{O}\mathrm{x}}}$

같이 보기

• 막 전위
• 표준 전극 전위