Relatia lui Nernst

Expresia matematica a potentialului de electroni este cunoscuta sub acest nume. Acesta spune ca lucrul mecanic determinat de un ion gram din subst. respectiva e reprezentat prin energia electrica eliberata de electrozi cand ionii trec de la presiunea electrostatica de dizolvare(P) la presiunea osmotica(p).

W_l=z*F*E    E-dif de potential F- nr lui Faraday z-valenta ionului metalic

Pt a exprima lucrul mecanic osmotic facut de ionii care trec din metalin solutie se face urmatorul rationament: presiunea osmotica a unei solutii formate dintr-o subst solubila neionizabila ca fiind egala cu presiunea pe care ar exercita-o daca ar fi in forma de gaz la aceeasi temperatura ca solutia si ar ocupa un volum egal cu cel al solutiei. Aplicand solutiei legea gazelor perfecte rezulta ca lucrul osmotic determinat de un ion gram din substanta noastra care trece de la presiunea electrolitica la presiunea osmotica este W_osm=R*T*ln (P/p).

Tinand seama ca la suprafata:

z*F*E=R*T*ln( P/p) => E=+/- (R*T/z*F) ln( P/p)

p=k*a (a=λ*f - activitatea; f=T_real/T_teoretic - factorul solutiei; T - titrul)

E=+/-(R*T/z*F) ln (P/k*p)   

Pt solutie de 1n E⁰= E=+/- (R*T/z*F) ln( P/k) - Potential standard, adica toti componentii sunt constanti in afara de P. Potentialul standard defineste valoarea potentialului unui metal introdus in solutia propriei sari in care activitatea ionilor este 1 sau concentratia solutiei este 1n.

In orice alta situatie: E= E⁰ (+/-) (R*T/z*F) ln a

E=E⁰(+/-)(0,0591/z)*ln a

Nu exista nici o metoda insa pentru a putea determina potentialul de electrod al unui electrod separat. Se poate doar masura forta electromotoare a unei pile (asociere de 2 electrozi). Daca se cunoaste potentialul unui electrod se pot determina potentialurile celorlalti electrozi prin construirea de pile intre electrodul cu potential cunoscut si electrozii noi.

S-a ales in mod conventional ca punct de referinta potentialul standard al electrodului de hidrogen. Potentialul electrodului de hidrogen se considera egal cu 0 cand presiunea H e de o atm, iar activitatea ionilor de H e egala cu 1.