De eerste stap is het bepalen van de celreactie en het totale celpotentieel.
Om de cel galvanisch te laten zijn, E0cel > 0.
(Opmerking: recensie Galvanische cel Voorbeeldprobleem voor de methode om het celpotentieel van een galvanische cel te vinden.)
Om deze reactie galvanisch te laten zijn, moet de cadmiumreactie de oxidatiereactie. Cd → Cd2+ + 2 e- E0 = +0,403 V
Pb2+ + 2 e- → Pb E0 = -0,126 V
De totale celreactie is:
Pb2+(aq) + Cd (s) → Cd2+(aq) + Pb (s)
en E0cel = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V
De Nernst-vergelijking is:
Ecel = E0cel - (RT / nF) x lnQ
waar
Ecel is het celpotentieel
E0cel verwijst naar standaard celpotentieel
R is de gasconstante (8.3145 J / mol · K)
T is de absolute temperatuur
n is het aantal moedervlekken van elektronen overgedragen door de reactie van de cel
F is Faraday is constant 96485.337 C / mol)
Q is de reactiequotiënt, waar
Q = [C]c· [D]d / [EEN]een· [B]b
waar A, B, C en D chemische soorten zijn; en a, b, c en d zijn coëfficiënten in de evenwichtige vergelijking:
a A + b B → c C + d D
In dit voorbeeld is de temperatuur 25 ° C of 300 K en werden 2 mol elektronen overgedragen tijdens de reactie.
RT / nF = (8,3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485,337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V
Het enige dat overblijft is het vinden van het reactiequotiënt, Q.
Q = [producten] / [reactanten]
(Opmerking: voor berekeningen van reactiequotiënten worden pure vloeibare en zuivere vaste reactanten of producten weggelaten.)
Q = [Cd2+] / [Pb2+]
Q = 0,020 M / 0,200 M
Q = 0,100
Combineer in de Nernst-vergelijking:
Ecel = E0cel - (RT / nF) x lnQ
Ecel = 0,277 V - 0,013 V x ln (0,100)
Ecel = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
Ecel = 0,277 V + 0,023 V
Ecel = 0,300 V