Calculadora de la ecuación de Nernst

La ecuación de Nernst ajusta un potencial estándar de electrodo o de celda a la temperatura y las actividades químicas reales de un sistema electroquímico. Los potenciales estándar describen un estado de referencia específico, pero las baterías, las celdas de corrosión, los sensores y las reacciones de laboratorio suelen operar con concentraciones o presiones de gas no estándar. La ecuación relaciona esas condiciones con el voltaje mediante E = E estándar menos (RT dividido entre nF) por el logaritmo natural de Q. En esta expresión, E es el potencial no estándar en voltios, E estándar es el potencial estándar, R es la constante universal de los gases de 8.314462618 julios por mol-kelvin, T es la temperatura absoluta en kelvin, n es el número de electrones transferidos en la reacción redox balanceada, F es la constante de Faraday de 96485.33212 culombios por mol y Q es el cociente de reacción adimensional. La calculadora usa directamente estas constantes y muestra tanto el potencial resultante como la corrección que se resta del valor estándar. El cociente de reacción se construye dividiendo el producto de las actividades de los productos entre el de los reactivos, cada una elevada a su coeficiente estequiométrico. Los sólidos y líquidos puros se omiten porque sus actividades en el estado estándar son uno. En cálculos introductorios, las concentraciones de soluciones diluidas y las relaciones de presión de gases ideales suelen aproximar las actividades. Q debe ser positivo porque el logaritmo de cero o de un número negativo no está definido. Si Q es uno, su logaritmo es cero y el potencial calculado coincide con el estándar. Un Q mayor que uno hace positivo el término logarítmico y reduce el potencial para la reacción tal como está escrita. Un Q menor que uno da un logaritmo negativo, por lo que restar la corrección aumenta el potencial. El cambio crece con la temperatura y disminuye al aumentar los electrones transferidos. A 25 grados Celsius, la forma con logaritmo decimal suele escribirse con aproximadamente 0.05916 dividido entre n, pero esta calculadora usa la forma general con logaritmo natural para funcionar a cualquier temperatura absoluta positiva. Usa una misma reacción global balanceada para identificar n y construir Q. Invertir la reacción cambia el signo del potencial estándar y sustituye Q por su recíproco. Los potenciales predicen la fuerza impulsora termodinámica bajo los supuestos introducidos; no predicen la velocidad de reacción, la corriente, la resistencia interna ni el sobrepotencial cinético. Para trabajos precisos, reemplaza las aproximaciones de concentración por actividades y usa condiciones coherentes con la convención electroquímica aplicada.