18.6
Standart koşullarda bir çinko-bakır galvanik hücre, 1, 10 Voltluk bir hücre potansiyeline ve 212 kilojul bir ΔG değerine sahiptir, bu da kendiliğinden çalıştığını gösterir. Bununla birlikte, hücrenin deşarjı sırasında reaktan konsantrasyonu değiştiğinden, reaksiyon tamamen durana kadar hücre potansiyelinin kademeli olarak azalmasına neden olur. Bunun gibi koşullara standart olmayan koşullar denir.
Burada, hücre potansiyeli, Gibbs serbest enerjisi ve denge sabiti için belirlenen standart değerler artık geçerli değildir. Redoks reaksiyonlarından nöronal zarlardaki iyon gradyanlarına kadar birçok reaksiyonda standart olmayan koşullar yaygındır. Fakat bu tür sistemlerde doğru bir hücre potansiyeli nasıl belirlenir?
Bir reaktantın konsantrasyonu daha yüksekse ve bir ürünün konsantrasyonu standart koşullara göre daha küçükse, Le Châtelier Prensibi, reaksiyonun yönünü kalitatif olarak belirlemek için kullanılır;ancak, sapan hücre potansiyelini ölçmek için kullanılamaz. Bu nedenle, bu, standart ve standart olmayan koşullar altında hücreler için hücre potansiyelleri arasında bir ilişki kurulmasını gerektirir. Standart ve standart olmayan koşullar altında serbest enerji değişikliklerinin ilişkili olduğunu hatırlayın.
Serbest enerjideki değişim denklemini hücre potansiyeli ile ikame etmek, Nernst denklemi olarak bilinen değiştirilmiş bir denklemle sonuçlanır. Nernst denklemi, aktarılan elektron sayısına, sıcaklığa ve reaksiyon bileşimine bağlı olarak hücre potansiyelinin standart değerinden ne kadar farklı olduğunu belirler. Tepkime bölümü Q, tepkime karışımlarının bileşimindeki farklılığa bağlı olarak serbest enerjideki değişikliği açıklar.
Reaktifler katı ise, Q çıkarılır. Standart durum koşulları altında, Q'nun değeri birdir ve reaktanların ve ürünlerin konsantrasyonu eşittir. Birin logaritması sıfırdır, dolayısıyla hücre potansiyeli standart hücre potansiyeline eşittir.
Birden düşük bir Q değeri, ürünlere kıyasla daha yüksek reaktan konsantrasyonunu gösterir, bu da dengeyi sağa kaydırarak hücre potansiyelini artırır. Birden büyük bir Q değeri, reaksiyonu sola yönlendirerek ve hücre potansiyelini düşürerek, reaktan konsantrasyonuna daha yüksek bir ürün olduğunu gösterir. Dengede Q değeri K'ye eşittir ve hücre potansiyeli sıfır olur.
Nernst denklemi, elektrokimyasal pillerin deşarj sonrası neden öldüğünü"açıklar:reaktan konsantrasyonu azaldıkça hücre denge koşullarına yaklaşır ve potansiyeli sıfıra düşer.
Standart Olmayan Reaksiyon Koşulları
Standart hücre potansiyelleri ile standart serbest enerji değişimi ΔG° ve denge sabiti K gibi çeşitli termodinami…
Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.