משוואת נרנסט

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 אח