Nernst

By   /  11. marta 2018.  /  Komentari su isključeni na Nernst

Autor: Đorđević Aleksandar

Big ImageValter Herman Nernst (Walther Hermann Nernst) je bio nemački fizikohemičar koji je poznat po svojim teorijama o hemijskom afinitetu koja je otelotvorena u Trećem zakonu termodinamike, za koju je 1920. godine dobio Nobelovu nagradu za hemiju. 
Nernst je rodjen 25. јuna 1864. u Briesen-u, Zapadna Pruska (danas Wąbrzeźno, Poljska), kao sin okružnog sudije Gustava Nernsta. Osnovnu školu je završio u Graudencu. Studirao je fiziku i matematiku na Univezitetu u Cirihu, Berlinu, Gracu i Vercburgu, gde je diplomirao 1887. godine (teza o elektromotornoj sili u produkciji magnetizma u grejanim limovima). Kasnije se pridružio Vilhelmu Ostvaldu na Univerzitetu u Lajpcigu.
Nakon nekoliko godina rada u Lajpcigu, Nernst osniva Institut za fizičku hemiju i elektrohemiju u Getingenu i postaje njegov direktor.

Big ImageGodine 1897. izumeo je elektricnu lampu koja je po njemu dobila ime “Nernstonova lampa”. Nernstova lampa je oblik električne svetiljke sa užarenom niti. Nernstove lampe nisu koristile užarenu nit volframa, kao neke druge lampe ovog tipa. Umesto toga, one koriste keramičke štapove koji se zagrevaju do usijanja. Budući da se štap, za razliku od volframove žice, ne oksiduje kada je izložen vazduhu, nije bilo potrebe da se gorionik nalazi u inertnoj sredini (vakuum, plemeniti gas) vec je mogao biti izložen vazduhu. 

Godine 1905. imenovan je za profesora hemije, a kasnije i fizike na Univerzitetu u Berlinu. Potom 1924. postaje direktor novoosnovanog Fizičko-hemijskog instituta i na toj poziciji ostaje sve do penzionisanja 1933. godine. 
Nernstova toplotna teorema, poznata kao Treći zakon termodinamike, formulisana je 1906. godine: 

‘’Promena entropije bilo kog procesa teži nuli ako temperatura teži nuli.’’

Početak Nernstonovih studija o elektrohemiji bio je inspirisan Arenijusovom teorijom jonizacije koja je prva prepoznala važnost jona u rastvoru. Nernst i njegovi učenici u Berlinu nastavili su važna fizičkohemijska merenja, naročito u odredjivanju specifičnih toplota čvrstih tela na veoma niskim temperaturama i gustine pare na visokim temperaturama. Sva merenja su vršena sa gledišta kvantne teorije. Nernst je postavio temelje moderne fizičke hemije i doprineo razvoju elektrohemije, termodinamike, hemije čvrstog stanja i fotohemije. Njegova otkrića dovela su do poznate jednačine korelacije Hemijske energije i električnog potencijala galvanske ćelije ili baterije.

Jednačina poznata kao Nernstonova jednačina koristi se za izračunavanje elektrodnog potencijala ćelije i ukupnog napona ćelije (elektromotorne sile):

Ered – redukcioni potencijal pulućelije na nekoj temperaturi T
Eored – standardni redukcioni potencijal polućelije
Ecell – potencijal ćelije (elektromotorna sila)
Eocell – standardni potencijal ćelije na nekoj temperaturi T
R – univerzalna gasna konstanta: R = 8,314 JK-1mol-1
T – apsolutna temperatura
F – Faradejeva konstanta,
Z – broj razmenjenih elektrona
ared i aox – aktiviteti redukcionog i oksidacionog oblika u rastvoru 
Q – koeficijent reakcije.

Nernstonova jednačina važi samo za aktivitete supstanci koje se pojavljuju u polureakciji. U praksi se, medjutim, za razblažene rastvore često umesto aktiviteta koriste koncentracije (tj. uzima se da su svi koeficijenti aktiviteta jednaki jedinici).
Uvrštavanjem numeričkih vrednosti za konstante i prelazeći na dekadni logaritam, Nernstonova jednačina dobija oblik:

Povećanjem koncentracije redukovanog oblika povećava se verovatnoća njegova oksidacija na površini elektrode, na elektrodi dolazi do povećanja elektronske gustine i ona postaje negativnija, a elektrodni potencijal se smanjuje. Obrnuto će biti kod povećanja koncentracije oksidovanog oblika u rastvoru, tako da uopšteno uzeto odnos koncentracija (odnosno aktiviteta) oksidovanog i redukovanog oblika odredjuje veličinu elektrodnog potencijala, što je izraženo Nernstonovom jednačinom.
Veći elektrodni poencijal nekog redoks para znači pozitivnije naelektrisanje na elektrodi i veću tendenciju oksidovanog oblika redoks para da prima elektrone, što znači da je jače oksidaciono sredstvo. Nasuprot ovome, manji elektrodni potencijal znači negativnije naelektrisanje na elektrodi i veću tendenciju redukovanog oblika da otpušta elektrone, što znači da je jače redukciono sredstvo.

Nernst se 1892. godine oženio Emom Lohmeir sa kojom je imao dva sina, koji su ubijeni u Prvom svetskom ratu, i tri ćerke. Njegova omiljena zabava bili su lov i ribolov.
Umro je u Berlinu 18. novembra 1941. godine.

REFERENCE:

  1. http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1920/nernst-bio.html
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernst
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/Nernst_equation
  4. Jelena Savić i Momir Savić, Osnovi analitičke hemije – klasične metode, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva Sarajevo, 1990, 3. izdanje

  


RSS
%d bloggers like this: