Формула Нернста. 
Химия

Электродные потенциалы и ЭДС окислительно-восстановительных реакций, протекающих в водных растворах, зависят от концентраций (точнее — активностей) участвующих реагентов. Эта зависимость выражается формулой Нернста:

где Е — потенциал при нестандартных концентрациях веществ, В; Е° — стандартный электродный потенциал при стандартных концентрациях реагирующих веществ 1 моль/л, В; R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(К моль)); Т — абсолютная температура (в расчетах принимаем ее равной 298,15 К); п — число участвующих в реакции электронов; F — постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль); С_||род — концентрации продуктов в данном растворе; С_нсх — концентрации исходных веществ в данном растворе; П — знак произведения концентраций веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам; 2,303 — коэффициент перевода натурального логарифма в десятичный.

Пс Отметим, что отношениеLL «^рол — это не константа равнове-

п с

1 J[ нсх.

сия, а отношение произведений концентраций веществ, записанное в форме, напоминающей константу равновесия.

Для реакции.

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

выражение для электродного потенциала при нестадартных концентрациях веществ имеет вид Уменьшение концентрации перманганат-ионов до 0,01 моль/л (при равенстве концентраций остальных компонентов) приводит к понижению потенциала:

Таким образом, даже стократное уменьшение концентрации перманганат-иона очень незначительно изменяет электродный потенциал и окислительную способность иона. Однако для данной реакции изменение кислотности среды очень сильно сказывается на электродном потенциале, так как концентрация ионов водорода находится в 8-й степени.

Посмотрим, как сильно влияет концентрация ионов водорода на Е рассматриваемой реакции. При концентрации ионов водорода 0,01 моль/л (концентрации остальных компонентов 1 моль/л):

При понижении кислотности раствора, или при повышении pH, электродный потенциал этой реакции снижается. Рассчитаем его значение в нейтральной среде, т. е. в воде. Пусть концентрации веществ останутся стандартными, кроме концентрации ионов водорода, которая в воде равна 1 Ю"⁷ моль/л (pH = 7). По формуле Нернста получаем

Следовательно, в воде окислительная способность перманганат-ионов резко понижена (более того, протекает реакция с образованием не ионов марганца, а диоксида марганца Мп0₂).

Формулой Нернста можно пользоваться также для расчета ЭДС окислительно-восстановительной реакции.