La première étape consiste à déterminer la réaction cellulaire et le potentiel cellulaire total.
Pour que la cellule soit galvanique, E0cellule > 0.
(Remarque: examen Pile galvanique Exemple Problème pour la méthode pour trouver le potentiel de cellule d'une cellule galvanique.)
Pour que cette réaction soit galvanique, la réaction au cadmium doit être réaction d'oxydation. Cd → Cd2+ + 2 e- E0 = +0,403 V
Pb2+ + 2 e- → Pb E0 = -0,126 V
La réaction cellulaire totale est:
Pb2+(aq) + Cd (s) → Cd2+(aq) + Pb (s)
et E0cellule = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V
L'équation de Nernst est:
Ecellule = E0cellule - (RT / nF) x lnQ
où
Ecellule est le potentiel cellulaire
E0cellule fait référence au potentiel cellulaire standard
R est le constante de gaz (8,3145 J / mol · K)
T est le température absolue
n est le nombre de taupes d'électrons transférés par la réaction de la cellule
F est La constante de Faraday 96485,337 C / mol)
Q est le quotient de réaction, où
Q = [C]c·[RÉ]ré / [UNE]une· [B]b
où A, B, C et D sont des espèces chimiques; et a, b, c et d sont des coefficients dans l'équation équilibrée:
a A + b B → c C + d D
Dans cet exemple, la température est de 25 ° C ou 300 K et 2 moles d'électrons ont été transférées dans la réaction.
RT / nF = (8,3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485,337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V
Il ne reste plus qu'à trouver le quotient de réaction, Q.
Q = [produits] / [réactifs]
(Remarque: pour les calculs de quotient de réaction, les réactifs ou produits liquides purs et solides purs sont omis.)
Q = [Cd2+] / [Pb2+]
Q = 0,020 M / 0,200 M
Q = 0,100
Combinez dans l'équation de Nernst:
Ecellule = E0cellule - (RT / nF) x lnQ
Ecellule = 0,277 V - 0,013 V x ln (0,100)
Ecellule = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
Ecellule = 0,277 V + 0,023 V
Ecellule = 0,300 V