நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு என்பது மின்கல மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்வேதி வினையில் ஈடுபடும் கூறுகளின் செறிவு ஆகியவற்றை தொடர்புபடுத்தும் சமன்பாடாகும். பின்வரும் ஒட்டுமொத்த ஆக்ஸிஜனேற்ற ஒடுக்க வினை நிகழும் ஒரு மின்வேதிக் கலனை கருதுவோம்,

xA + yB ↔ lC + mD 

மேற்காண் வினைக்கான வினைக்குணகம் (Q) மதிப்பு கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது

Q = [C]Ɩ [D]m / [A]x [B]y                    ......(9.28) 

நாம் முன்னரே கற்றறிந்தபடி, 

∆G = ∆G° + RT lnQ                      .....(9.29) 

கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றலை மின்கல emf உடன் பின்வருமாறு தொடர்பு படுத்த முடியும். (சமன்பாடுகள் (9.24) மற்றும் (9.25)] 

∆G = - nFEcell ; ∆G° = - nFE°cell  

இந்த மதிப்புகளையும், சமன்பாடு (9.28) லிருந்து Q மதிப்பையும் சமன்பாடு (9.29) ல் பிரதியிட

(9.29) ⇒ - nFEcell = - nFEocell + RT ln [C]Ɩ [D]m / [A]x [B]y              ......(9.30)

சமன்பாடு (9.30) முழுவதையும் (-nF) ஆல் வகுக்க 

(9.25) ⇒ Ecell = Eocell - RT / nF ln [C]Ɩ [D]m / [A]x [B]y 

 (or) Ecell = Eocell – 2.303RT/nF  log [C]Ɩ [D]m / [A]x [B]y                          ......(9.31) 

மேற்காண் சமன்பாடு (9.31) ஆனது நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு என்றழைக்கப்படுகிறது. 25°C (298K), வெப்பநிலையில் சமன்பாடு (9.31) ஐ பின்வருமாறு எழுதலாம்,

25°C வெப்பநிலையில் நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டை பயன்படுத்தி பின்வரும் மின்கலத்தின் emf மதிப்பை நாம் கணக்கிடுவோம்.

Cu (s) | Cu2+ (0.25 aq, M) | | Fe3+ (0.005 aq M) | Fe2+ (0.1 aq M) | Pt (s)

Given : (Eo) Fe3+│Fe2+   = 0.77V and (Eo) Cu2+ │Cu  = 0.34 V 

நிகழும் அரைகல வினைகள் 

Cu (s) → Cu2+ (aq) + 2e-                        ..... (1)

2 Fe3+ → (aq) + 2e- → 2Fe2+ (aq)              ..... (2)

ஒட்டுமொத்த வினை

Cu (s) + 2 Fe3+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2Fe2+ (aq), and n = 2 

25°C வெப்பநிலையில் நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டை பயன்படுத்த

Cu2+  │ Cu பின் திட்ட ஒடுக்க மின்னழுத்த மதிப்பு 0.34 V 

∙ (Eoox) Cu│Cu3+ = -0.34V 

(Eored) Fe3+ │ Fe2+ = 0.77V

∙ Eocell = - 0.34 + 0.77

  Eocell = 0.43V

∙ Ecell =0.43 - 0.0591 / 2 × log (0.25) (0.1)2/ (0.005)2

      =0.43 - 0.0591 / 2 × 2

      =0.43 - 0.0591

      = 0.3709V.

      = log (0.25) (0.1)2 / (0.005)2

         = log 25 × 10-2 × 1 × 10-2 / 25 × 10-6

      = log 10-2

      = 2 log10 10

      = 2.

தன் மதிப்பீடு

டேனியல் மின்கலத்தில் நிகழும் மின்வேதிக் கலவினை 

Zn (s) + Cu2+ (aq) → Zn2+ (aq)+Cu (s)

நேர்மின்முனைப் பகுதியில் அயனிச் செறிவை 10 மடங்கு அதிகரிக்கும்போது மின்கல மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் என்ன?