18.6
לתא אבץ-נחושת גלווני בתנאים סטנדרטיים יש פוטנציאל תא של 1.10 וולט וΔG של מינוס 212 קילוג'ול, עדות לכך שפעולתו ספונטנית. אך כיוון שריכוז המגיב משתנה במהלך הפריקה של התא, פוטנציאל התא הולך וקטן עד שהתגובה נעצרת לחלוטין. תנאים כאלה נקראים בלתי-סטנדרטיים.
כאן הערך ההסטנדרטי המבוסס של פוטנציאל תא, אנרגיית גיבס החופשית קבוע שיווי המשקל כבר אינם תקפים. תנאים בלתי סטנדרטיים מתקיימים בתגובות רבות, החל בתגובות חמזור ועד למפלי ריכוזי יונים בקרומים עצביים. אבל כיצד קובעים את פוטנציאל התא המדויק במערכות כאלה?
אם ריכוז המגיב גדול יותר וריכוז התוצר קטן יותר בהשוואה לתנאים סטנדרטים, עיקרון לה שטלייה משמש לקביעת את כיוון התגובה באופן איכותי;אך לא ניתן להשתמש בו לכימות פוטנציאל התא החריג. לכן זה מחייב למצוא את הקשר בין פוטנציאלי התא של תאים בתנאים סטנדרטים ובלתי סטנדרטים. זכרו שהשינוי בהאנרגיה החופשית שונה תחת התנאים סטנדרטים ובלתי סטנדרטים קשורה.
הצבה במשוואת השינוי באנרגיה חופשית את פוטנציאל התא תוצאתה משוואה מתוקנת״הידועה בתור כ"משוואת נרנסט"משוואת נרנסט קובעת כמה פוטנציאל תאי סוטה מהערך הסטנדרטי שלו, בהתאם למספר האלקטרונים המועברים, הטמפרטורה והרכב התגובה. מנת התגובה, Q, אחראית להשינוי באנרגיה חופשית בשל ההבדל בהרכב התערובות של התגובה. אם המגיבים הם מוצקים, Q מושמט.
בתנאים סטנדרטים, הערך של Q הוא אחת וריכוז המגיבים והתוצרים שווה. הלוגריתם של אחד הוא אפס, לכן פוטנציאל התא שווה לפוטנציאל תא סטנדרטי. ערך Q של פחות מאחד מעיד על ריכוז גבוה יותר של מגיבים בהשוואה לתוצרים, מה שמזיז את שיווי המשקל לימין ומגדיל את פוטנציאל התא.
ערך Q הגדול מאחד מעיד על יחס תוצרים למגיבים גבוה, מה שמזיז את התגובה לשמאל ומקטין את פוטנציאל התא. בשיווי משקל, ערך Q שווה ל-K ופוטנציאל התא הופך לאפס. משוואת נרנסט מסבירה מדוע סוללות אלקטרוכימיקליות מתות"לאחר פריקה:כיוון שריכוז המגיב קטן, התא מתקרב לתנאי שיווי משקל והפוטנציאל שלו יורד לאפס.
תנאי תגובה לא סטנדרטיים
החיבור בין פוטנציאלים סטנדרטיים של תאים ופרמטרים תרמודינמיים שונים כגון שינוי האנרגיה החופשית הסטנדרטית ΔG° וקבוע שיווי משקל K…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.