2Fe3+ (aq) + Sn²+(aq) + 2Fe²+(aq) + Sn4++(aq)
নিচের কোনটি সঠিক নার্নস্ট সমীকরণ?
E=Eo - (RT)/(2F) x 2.303log([Fe^(2+)]^2[Sn^(4+)])/([Fe^(3+)]^2[Sn^(2+)])
প্রশ্নে দেওয়া বিক্রিয়া অনুসারে, আমাদের প্রথমে নার্নস্ট সমীকরণের জন্য উপযুক্ত অর্ধসংশ্লিষ্ট শক্তি (half-cell potentials) নির্ণয় করতে হবে।
প্রদত্ত বিক্রিয়া:
- Fe3+(aq) + e- → Fe2+(aq)
- Sn4+(aq) + 2e- → Sn2+(aq)
এখন, আমরা এই দুই অর্ধসংশ্লিষ্টের মান নির্ণয় করব। সাধারণত, এই ধরনের প্রশ্নে মূলতঃ নার্নস্ট সমীকরণের সাধারণ রূপটি ব্যবহার করা হয়:
τE = τEo - (RT)/(nF) * log ( [অক্সিডাইজড] / [অ্যাডাইজড] )এখানে, τE হল নির্দিষ্ট পরিস্থিতির অর্ধসংশ্লিষ্ট শক্তি, τEo হল মান স্ট্যান্ডার্ড অবস্থা, এবং নীচের লোগারিথমিক অংশে দ্রবণে থাকা আয়নগুলোর ঘনত্বের অনুপাত থাকে।
অর্থাৎ, স্ট্যান্ডার্ড ইলেকট্রোডের জন্য, নির্দিষ্ট করে দেখা যায়:
- Fe3+/Fe2+: Eo₁
- Sn4+/Sn2+: Eo₂
এখন, এই দুটি অর্ধসংশ্লিষ্টের জন্য নির্দিষ্ট মান থাকলেও, সাধারণতঃ প্রশ্নে সেই মানগুলি সরাসরি উল্লেখ না থাকলে আমরা লিখি:
E = Eo - (RT)/(nF) * log ( [Fe2+]^2 [Sn4+] ) / ( [Fe3+]^2 [Sn2+] )এখানে, n = 2 (কারণ, Sn4+ থেকে Sn2+ এ পরিবর্তনের জন্য 2 ইলেকট্রন দরকার)।
প্রত্ন্যাশীভাবে, লোগারিথমিক অংশটি 2.303 দ্বারা গুণিত হয়, যাতে লঘু মানে লগ প্রয়োগ হয়। ফলে, নার্নস্টের সমীকরণটি হয়ে দাঁড়ায়:
τE = τEo - (RT)/(2F) * 2.303 * log ( [Fe2+]^2 [Sn4+] / [Fe3+]^2 [Sn2+] )অতএব, সঠিক বিকল্পটি হল:
এটি মূলতঃ নার্নস্টের সাধারণ সমীকরণের সেই রূপ, যেখানে দ্রবণে থাকা আয়নগুলোর অনুপাত দিয়ে নির্দিষ্ট পরিস্থিতির ইলেকট্রোডের শক্তি নির্ণয় করা হয়।