НямНям
Меню
Онлайн-инструментОнлайнБесплатно

Калькулятор концентрации по потенциалу электрода

Расчёт концентрации окисленной или восстановленной формы вещества по измеренному электродному потенциалу с использованием уравнения Нернста. Примеры расчётов.

Обновлено: 12 мая 2026 г.
ФормулыБыстроПриватно

Калькулятор концентрации по потенциалу электрода

Расчёт концентрации окисленной или восстановленной формы вещества по измеренному электродному потенциалу с использованием уравнения Нернста.

—
Результат

Как пользоваться

1
Выберите, что нужно найти: концентрацию окисленной формы [Ox], восстановленной формы [Red] или их отношение.
2
Введите стандартный потенциал E° (в вольтах) для вашей полуреакции. Например, для Cu²⁺/Cu E° = +0.34 В, для Fe³⁺/Fe²⁺ E° = +0.77 В.
3
Укажите измеренный потенциал E (в вольтах), полученный экспериментально, и число электронов n, участвующих в полуреакции Ox + ne⁻ → Red.
4
При необходимости скорректируйте температуру (по умолчанию 25 °C). Если ищете конкретную концентрацию — введите известную концентрацию второй формы. Нажмите «Рассчитать».

Примеры использования

Пример 1: Определение концентрации Cu²⁺ по потенциалу медного электрода
Медный электрод в растворе CuSO₄ показал потенциал E = 0.31 В относительно стандартного водородного электрода. Стандартный потенциал E°(Cu²⁺/Cu) = 0.34 В, число электронов n = 2. Концентрация восстановленной формы [Cu] = 1 (активность твёрдой меди). Расчёт: [Cu²⁺] ≈ 0.096 моль/л.
Пример 2: Расчёт отношения [Fe³⁺]/[Fe²⁺] в растворе
Платиновый электрод в растворе солей железа показал E = 0.65 В. Стандартный потенциал E°(Fe³⁺/Fe²⁺) = 0.77 В, n = 1. Отношение [Fe³⁺]/[Fe²⁺] = 10^((0.77−0.65)/0.05916) ≈ 107. Окисленной формы примерно в 107 раз меньше, чем восстановленной.
Пример 3: Концентрация восстановленной формы при нестандартной температуре
При 15 °C для пары Ag⁺/Ag (E° = 0.7996 В, n = 1) измеренный потенциал составил 0.75 В. Известна [Ag⁺] = 0.05 моль/л. С учётом температуры 15 °C (288.15 K) вычисляем [Ag] для амальгамного электрода.

Важные нюансы

  • Уравнение Нернста точно работает для разбавленных растворов (концентрации менее 0.1 моль/л). При высоких концентрациях необходимо использовать активности вместо концентраций.
  • Температурный коэффициент RT/F составляет 0.025693 В при 25 °C. Множитель 2.3026·RT/F = 0.05916 В используется для десятичного логарифма при стандартной температуре.
  • Для твёрдых веществ и чистых жидкостей активность принимается равной единице. В расчётах концентрация таких форм не изменяется.
  • Потенциал всегда измеряется относительно электрода сравнения. Убедитесь, что значение E° соответствует той же шкале (обычно относительно стандартного водородного электрода).
  • Число электронов n должно быть целым положительным числом и соответствовать стехиометрии полуреакции. Неправильное n приведёт к ошибочному результату.

Формулы расчёта

Уравнение Нернста (общий вид):
E = E° − (RT / nF) · ln([Red] / [Ox])
При 25 °C (298.15 K), в десятичных логарифмах:
E = E° − (0.05916 / n) · log₁₀([Red] / [Ox])
Выражение для концентрации окисленной формы [Ox]:
[Ox] = [Red] / 10^((E° − E) · n / 0.05916)
Выражение для концентрации восстановленной формы [Red]:
[Red] = [Ox] · 10^((E° − E) · n / 0.05916)
Используемые константы:
R = 8.314462618 Дж/(моль·K) — универсальная газовая постоянная F = 96485.3329 Кл/моль — постоянная Фарадея T — температура, K (T = t°C + 273.15) При 25 °C: 2.3026·RT/F = 0.05916 В

Источники данных

  • IUPAC Gold Book — определение стандартного электродного потенциала и уравнения Нернста (doi:10.1351/goldbook.E01956).
  • NIST Chemistry WebBook — справочные значения стандартных потенциалов для различных полуреакций.
  • CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th Edition) — таблицы стандартных электродных потенциалов при 25 °C.
  • Standard Potentials in Aqueous Solution (A.J. Bard, R. Parsons, J. Jordan, 1985) — фундаментальный справочник электродных потенциалов, рекомендованный IUPAC.

Калькулятор концентрации по потенциалу электрода позволяет быстро определить концентрацию окисленной или восстановленной формы вещества в растворе на основе измеренного электродного потенциала. Инструмент использует классическое уравнение Нернста и поддерживает задание произвольной температуры с автоматическим пересчётом температурного коэффициента. Расчёт основан на стандартных электрохимических соотношениях и справочных данных IUPAC. Калькулятор предназначен для студентов химических специальностей, исследователей и инженеров, работающих в области электрохимии и аналитической химии.

Нужен другой инструмент?

Все инструменты в категории