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Engineering/Chemical Eng.

Nernst Equation

▶Nernst Equation

       E =  E0 + (2.303RT/zF) log a   ···············⑴

       E  : 측정용액에서 발생되는 기전력
       E0 : 표준전위(㎷)
       R  : 기체정수(8.314 J/K, mol)
       T   : 온도
       z  : 이온전극에 대하여 전위의 발생에 관계하는 전자수(이온기)
       F  : 페러데이(Faraday) 정수(96480 C)
       a  : 이온활량 (mol/1)
               이온활량은 활량계수(γ)와 이온농도(C)간에 다음과 같은 관계가 있습니다.
                       a = γ · C  

       그러므로 Nernst식은 이온농도(C)와 다음과 같은 식으로 표시할 수 있습니다.

       E =  E0 + (2.303RT/zF) log γC

       E =   E0 + [ (2.303RT/zF) log γ + (2.303RT/zF) log C ]

       따라서 활량계수(γ)를 알고 있으면 전위측정에 의하여 직접 이온농도의 측정이
       가능하게 되는 것입니다. 반대로 이온의 농도와 활량계수를 알면 보다 정확한
       pH값을  알 수 있습니다.

       결과적으로,
       E =  (2.303RT/zF) log γ를 일정한 값이라고 하면

       E =  E0  +  (2.303RT/zF) log C

       -logC = (E0-E)/(2.303RT/zF)

       pH = (E0-E)/(2.303RT/zF)

    ▶Nernst Equation은 측정용액 중의 총이온강도와 활량계수가 일정하면,
       Buffer 용액을 통하여 농도와 전위차와의 관계를 구하여 미지시료에서의
       전위차를 측정하여 수소이온농도를 구할 수 있습니다.