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Calculadora da equação de Nernst

Esta calculadora da equação de nernst dá o potencial de uma célula para qualquer concentração. Exemplo: a pilha de Daniell (E° = 1,10 V, n = 2) tem E = 1,07042 V a 25 °C e Q = 10.

Exemplo: Quociente de reação informado como: Quociente de reação Q diretamente · Potencial padrão E° 1,1 V · Elétrons transferidos n 2 e⁻ · Temperatura 25 °C · Quociente de reação Q 10 → Resultado: E = 1,07042 V (potencial da célula). Fonte: NIST CODATA 2022: molar gas constant R = 8.314462618 J/(mol K), Faraday constant F = 96 485.33212 C/mol. Atualizado em: .

V
Potencial padrão da célula (cátodo menos ânodo) em volts, p. ex. pilha de Daniell 1,10 V.
e⁻
Número inteiro da equação, p. ex. 2 para Zn + Cu²⁺.
°C
Produtos sobre reagentes, cada um elevado ao seu coeficiente; sólidos e água ficam de fora.
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Resultado

Resultado
E = 1,07042 V (potencial da célula)
Todas as representações
GrandezaValor
Potencial da célula E1,07042 V
Quociente de reação Q10
Energia livre de reação ΔG-206,56 kJ/mol
Inclinação por década de Q29,5797 mV
Temperatura298,15 K
Passo a passo
  • 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.
Vale para soluções idealmente diluídas (atividades ≈ concentrações). Com E > 0 e ΔG < 0 a reação é espontânea. Para várias espécies, informe Q diretamente (concentrações elevadas aos coeficientes).

Como o cálculo é feito

A equação de Nernst dá a tensão de uma célula galvânica, ou o potencial de uma semicélula, em qualquer concentração. Ela liga o potencial padrão E° ao quociente de reação Q e à temperatura.

Fórmula

E = E° − (R·T) / (n·F) · ln Q, com a constante dos gases R = 8,314462618 J/(mol·K), a constante de Faraday F = 96.485,33212 C/mol (CODATA 2022), a temperatura absoluta T em kelvin e o número n de elétrons transferidos. Q é o quociente das concentrações de produtos e reagentes. A energia livre de reação é ΔG = −n·F·E.

Exemplo

Pilha de Daniell: E° = 1,10 V, n = 2, T = 25 °C = 298,15 K, Q = 10. Então R·T/(n·F) = 0,0128463 V e E = 1,10 − 0,0128463 · ln 10 = 1,07042 V. A cada potência de dez em Q, E varia 29,5797 mV; com n = 1 são 59,16 mV, a conhecida regra dos 59 mV. A energia livre é ΔG = −2 · 96.485,33212 · 1,07042 V = -206,56 kJ/mol. Com Q = 0,1 a tensão sobe para 1,12958 V; com Q = 1, E = E° = 1,1 V.

Perguntas frequentes

Para que serve a equação de Nernst?

Para calcular tensões de pilhas e potenciais de eletrodo em concentrações diferentes do estado padrão de 1 mol/L, por exemplo em pH, baterias ou eletrodos seletivos de íons.

O que é a regra dos 59 mV?

A 25 °C e com um elétron transferido, o potencial muda 59,16 mV a cada fator dez de concentração; com n = 2, metade disso.

Por que a temperatura deve estar em kelvin?

Porque R·T contém a temperatura absoluta. A calculadora soma 273,15 aos °C informados (25 °C dão 298,15 K).

Fontes e base legal

Última atualização: · Princípios editoriais

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