Pirmais solis ir noteikt šūnu reakciju un kopējo šūnu potenciālu.
Lai šūna būtu galvaniska, E0šūna > 0.
(Piezīme: Pārskats Galvaniskā šūna Piemērs Galvaniskās šūnas potenciāla atrašanas metodes problēma.)
Lai šī reakcija būtu galvaniska, kadmija reakcijai jābūt oksidācijas reakcija. Cd → Cd2+ + 2 e- E0 = +0,403 V
Pb2+ + 2 e- → Pb E0 = -0,126 V
Kopējā šūnu reakcija ir:
Pb2+(aq) + Cd (s) → Cd2+(aq) + Pb (s)
un E0šūna = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V
Nernsta vienādojums ir:
Ešūna = E0šūna - (RT / nF) x lnQ
kur
Ešūna ir šūnas potenciāls
E0šūna attiecas uz standarta šūnu potenciālu
R ir gāzes konstante (8,3145 J / mol · K)
T ir absolūtā temperatūra
n ir dzimumzīmes elektronu, ko nodod šūnas reakcija
F ir Faraday konstante 96485,337 C / mol)
Q ir reakcijas koeficients, kur
Q = [C]c· [D]d / [A]a· [B]b
kur A, B, C un D ir ķīmiskas sugas; un a, b, c un d ir līdzsvarotā vienādojuma koeficienti:
a A + b B → c C + d D
Šajā piemērā temperatūra ir 25 ° C vai 300 K, un reakcijā tika pārnesti 2 moli elektronu.
RT / nF = (8,3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485,337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V
Vienīgais, kas atlicis, ir atrast reakcijas koeficientu Q.
Q = [produkti] / [reaģenti]
(Piezīme: Lai aprēķinātu reakcijas koeficientu, tīri šķidri un tīri cietie reaģenti vai produkti tiek izlaisti.)
Q = [CD2+] / [Pb2+]
Q = 0,020 M / 0,200 M
Q = 0,100
Apvienot Nernsta vienādojumā:
Ešūna = E0šūna - (RT / nF) x lnQ
Ešūna = 0,277 V - 0,013 V x ln (0,100)
Ešūna = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
Ešūna = 0,277 V + 0,023 V
Ešūna = 0,300 V