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Calculadora de ecuación de Nernst

Esta calculadora de ecuación de nernst da el potencial de una celda para cualquier concentración. Ejemplo: la pila Daniell (E° = 1,10 V, n = 2) tiene E = 1,07042 V a 25 °C y Q = 10.

Ejemplo: Cociente de reacción dado como: Cociente de reacción Q directamente · Potencial estándar E° 1,1 V · Electrones transferidos n 2 e⁻ · Temperatura 25 °C · Cociente de reacción Q 10 → Resultado: E = 1,07042 V (potencial de la celda). Fuente: NIST CODATA 2022: molar gas constant R = 8.314462618 J/(mol K), Faraday constant F = 96 485.33212 C/mol. Actualizado: .

V
Potencial estándar de la celda (cátodo menos ánodo) en voltios, p. ej. pila Daniell 1,10 V.
e⁻
Número entero de la ecuación, p. ej. 2 para Zn + Cu²⁺.
°C
Productos entre reactivos, cada uno elevado a su coeficiente; sólidos y agua se omiten.
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Resultado

Resultado
E = 1,07042 V (potencial de la celda)
Todas las representaciones
MagnitudValor
Potencial de la celda E1,07042 V
Cociente de reacción Q10
Energía libre de reacción ΔG-206,56 kJ/mol
Pendiente por década de Q29,5797 mV
Temperatura298,15 K
Pasos del cálculo
  • E = E° − (R·T) / (n·F) · ln Q = 1,1 − (8,314462618 · 298,15) / (2 · 96.485,33212) · ln(10) = 1,07042 V.
  • ΔG = −n·F·E = −2 · 96.485,33212 C/mol · 1,07042 V = -206,56 kJ/mol.
Válido para disoluciones idealmente diluidas (actividades ≈ concentraciones). Con E > 0 y ΔG < 0 la reacción es espontánea. Con varias especies, introduzca Q directamente (concentraciones elevadas a sus coeficientes).

Cómo se calcula

La ecuación de Nernst da el voltaje de una celda galvánica, o el potencial de una semicelda, a cualquier concentración. Relaciona el potencial estándar E° con el cociente de reacción Q y la temperatura.

Fórmula

E = E° − (R·T) / (n·F) · ln Q, con la constante de los gases R = 8,314462618 J/(mol·K), la constante de Faraday F = 96.485,33212 C/mol (CODATA 2022), la temperatura absoluta T en kelvin y el número n de electrones transferidos. Q es el cociente de concentraciones de productos y reactivos. La energía libre de reacción es ΔG = −n·F·E.

Ejemplo

Pila Daniell: E° = 1,10 V, n = 2, T = 25 °C = 298,15 K, Q = 10. Entonces R·T/(n·F) = 0,0128463 V y E = 1,10 − 0,0128463 · ln 10 = 1,07042 V. Por cada potencia de diez de Q, E cambia 29,5797 mV; con n = 1 son 59,16 mV, la conocida regla de los 59 mV. La energía libre es ΔG = −2 · 96.485,33212 · 1,07042 V = -206,56 kJ/mol. Con Q = 0,1 el voltaje sube a 1,12958 V; con Q = 1, E = E° = 1,1 V.

Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve la ecuación de Nernst?

Para calcular voltajes de pilas y potenciales de electrodo a concentraciones distintas del estado estándar de 1 mol/L, por ejemplo en pH, baterías o electrodos selectivos de iones.

¿Qué es la regla de los 59 mV?

A 25 °C y con un electrón transferido, el potencial cambia 59,16 mV por cada factor diez de concentración; con n = 2, la mitad.

¿Por qué la temperatura debe ir en kelvin?

Porque R·T contiene la temperatura absoluta. La calculadora suma 273,15 a los °C introducidos (25 °C dan 298,15 K).

Fuentes y base legal

Última actualización: · Principios editoriales

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