Nernst-Gleichung: Zellpotential berechnen

Der erste Schritt besteht darin, die Zellreaktion und das Gesamtzellpotential zu bestimmen.
Damit die Zelle galvanisch ist, wird E.⁰_Zelle > 0.
(Hinweis: Überprüfung Galvanische Zelle Beispiel Problem für die Methode zum Ermitteln des Zellpotentials einer galvanischen Zelle.)
Damit diese Reaktion galvanisch ist, muss die Cadmiumreaktion die sein Oxidationsreaktion. Cd → Cd²⁺ + 2 e^- E.⁰ = +0,403 V.
Pb²⁺ + 2 e^- → Pb E.⁰ = -0,126 V.
Die gesamte Zellreaktion ist:
Pb²⁺(aq) + Cd (s) → Cd²⁺(aq) + Pb (s)
und E.⁰_Zelle = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V.
Die Nernst-Gleichung lautet:
E._Zelle = E.⁰_Zelle - (RT / nF) x lnQ
wo
E._Zelle ist das Zellpotential
E.⁰_Zelle bezieht sich auf das Standardzellpotential
R ist das Gaskonstante (8,3145 J / mol · K)
T ist das Absolute Temperatur
n ist die Anzahl von Maulwürfe von Elektronen, die durch die Reaktion der Zelle übertragen werden
F ist Faradaysche Konstante 96485,337 C / mol)
Q ist das Reaktionsquotient, wo
Q = [C]^c· [D]^d / [EIN]^ein· [B]^b
wobei A, B, C und D chemische Spezies sind; und a, b, c und d sind Koeffizienten in der ausgeglichenen Gleichung:

a A + b B → c C + d D.
In diesem Beispiel beträgt die Temperatur 25 ° C oder 300 K und 2 Mol Elektronen wurden in die Reaktion übertragen.
RT / nF = (8,3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485,337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V.
Das einzige, was noch übrig bleibt, ist, den Reaktionsquotienten Q zu finden.
Q = [Produkte] / [Reaktanten]
(Hinweis: Bei Berechnungen des Reaktionsquotienten werden reine flüssige und reine feste Reaktanten oder Produkte weggelassen.)
Q = [Cd²⁺] / [Pb²⁺]
Q = 0,020 M / 0,200 M.
Q = 0,100
Kombiniere in die Nernst-Gleichung:
E._Zelle = E.⁰_Zelle - (RT / nF) x lnQ
E._Zelle = 0,277 V - 0,013 V × ln (0,100)
E._Zelle = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
E._Zelle = 0,277 V + 0,023 V.
E._Zelle = 0,300 V.