Walther Nernst (1864 - 1941) hat eine Gleichung hergeleitet, wie das Potential vom Gehalt der Ionenlösung abhängt.

Für praktische Rechnungen wird meistens die Temperatur 25 °C eingesetzt und der natürliche Logarithmus durch den dekadischen Logarithmus ("Zehnerlogarithmus") ersetzt. Mit den Zahlenwerten für R und F und dem Umrechnungsfaktor "ln" in "log" erhalten wir die

Der Zusammenhang zwischen der Aktivität (wirksame, effektive Konzentration) und der Stoffmengenkonzentration ist a = f c.

Aus dieser Gleichung ist auch ersichtlich, was E_o bedeutet: Das Standardpotential ist das Einzelpotential für eine Lösung mit a = 1. Dieses E_o ist tabelliert - und wir haben es als E im vorigen Abschnitt verwendet. Mit der Nernstschen Gleichung kann man nun offensichtlich das richtige E für jede beliebige Konzentration berechnen!

Diese Gleichung lässt sich auf ein allgemeines Redoxgleichgewicht, also nicht nur den Fall Metall | Metallion, erweitern.

Die EMK ("Elektromotorische Kraft") ist die Differenz der E-Werte der Paare in einer Redoxreaktion. Üblicherweise wählt man dabei die Differenz größeres E - kleines E. (In der Elektrochemie lernt man, dass diese EMK als Spannung messbar ist, wenn die Redoxreaktion in einer geeigneten experimentellen Anordnung untersucht wird.)
Für das Kupfer-Zink-Paar ist die EMK = +0,342 - (-0,763) = 1,105 V; für das Kupfer-Silber-Paar ist die EMK = + 0,800 - 0,342 = 0,458 V.
{Anmerkung: In der Theorie von Nernst wurde auch hergeleitet, dass der Zahlenwert der EMK beschreibt, wie gut die chemische Reaktion abläuft. Theoretisch ist die EMK mit der Gleichgewichtslage verknüpft. Die EMK liefert aber keine Information zur Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion!}

Weitere Fachsprache: Man nennt ein Redoxpaar auch eine "Halbzelle" und die Gesamtkombination eine "Zelle" oder "Kette".

Im Zusammenhang mit der EMK wurde auch eine abkürzende symbolische Schreibweise eingeführt: