Calculadora da equação de Nernst

Calcule o potencial de eletrodo ou de célula em condições não padrão a partir do potencial padrão, da temperatura, dos elétrons transferidos e do quociente da reação.

Calculadora de potencial de eletrodo

Use E = E padrão menos (RT dividido por nF) vezes ln Q, com a temperatura em kelvin.

Potencial padrão de eletrodo (V)

Temperatura (K)

Elétrons transferidos

Quociente da reação (Q)

Sobre a calculadora da equação de Nernst

A equação de Nernst ajusta um potencial padrão de eletrodo ou de célula à temperatura e às atividades químicas reais de um sistema eletroquímico. Potenciais padrão descrevem um estado de referência definido, mas baterias, células de corrosão, sensores e reações de laboratório costumam operar com concentrações ou pressões de gás não padrão. A equação relaciona essas condições à tensão por E = E padrão menos (RT dividido por nF) vezes o logaritmo natural de Q. Nessa expressão, E é o potencial não padrão em volts, E padrão é o potencial padrão, R é a constante universal dos gases de 8.314462618 joules por mol-kelvin, T é a temperatura absoluta em kelvin, n é o número de elétrons transferidos na reação de oxirredução balanceada, F é a constante de Faraday de 96485.33212 coulombs por mol e Q é o quociente da reação adimensional. A calculadora usa diretamente essas constantes físicas e informa tanto o potencial resultante quanto a correção subtraída do valor padrão. O quociente da reação é formado pelo produto das atividades dos produtos dividido pelo dos reagentes, cada atividade elevada ao seu coeficiente estequiométrico. Sólidos puros e líquidos puros são omitidos porque suas atividades no estado padrão são iguais a um. Em cálculos introdutórios, concentrações de soluções diluídas e razões de pressão de gases ideais costumam aproximar as atividades. Q deve ser positivo porque o logaritmo de zero ou de um número negativo não é definido. Quando Q é um, seu logaritmo é zero e o potencial calculado é igual ao padrão. Um Q maior que um torna o termo logarítmico positivo e diminui o potencial para a reação como escrita. Um Q menor que um gera logaritmo negativo, de modo que subtrair a correção eleva o potencial. A variação aumenta com a temperatura e diminui com o aumento do número de elétrons transferidos. A 25 graus Celsius, a forma com logaritmo decimal costuma usar aproximadamente 0.05916 dividido por n, mas esta calculadora usa a forma geral com logaritmo natural para funcionar em qualquer temperatura absoluta positiva. Use a mesma reação global balanceada ao identificar n e construir Q. Inverter a reação muda o sinal do potencial padrão e substitui Q pelo seu recíproco. Os potenciais preveem a força motriz termodinâmica sob as hipóteses informadas, mas não a velocidade da reação, a corrente, a resistência interna ou o sobrepotencial cinético. Para trabalhos precisos, substitua as aproximações de concentração por atividades e use condições adequadas à convenção eletroquímica adotada.

Exemplos da equação de Nernst

Valores fornecidos	Potencial do eletrodo	Interpretação
E padrão = 1.10 V, T = 298.15 K, n = 2, Q = 1	1.100000 V	Um quociente da reação igual a um não gera correção de Nernst.
E padrão = 0.34 V, T = 298.15 K, n = 2, Q = 10	0.310420 V	Um quociente com predominância de produtos reduz o potencial de redução da reação escrita.
E padrão = 0.80 V, T = 310 K, n = 1, Q = 0.1	0.861511 V	Um quociente menor que um aumenta o potencial em relação às condições padrão.

Como usar a equação de Nernst

Informe em volts o potencial padrão de eletrodo ou de célula para a reação como escrita.
Converta a temperatura de operação para kelvin e informe o número de elétrons da reação balanceada.
Calcule o quociente da reação adimensional a partir das atividades de produtos e reagentes.
Selecione Calcular potencial do eletrodo e confira o potencial e a correção.

Perguntas frequentes sobre a equação de Nernst

O que o quociente da reação representa?

Q representa o produto das atividades atuais dos produtos dividido pelo dos reagentes, cada atividade elevada ao coeficiente balanceado. Ele descreve a composição no instante avaliado, e não apenas no equilíbrio.

Por que a temperatura deve ser informada em kelvin?

A forma da equação de Nernst com a constante dos gases exige uma escala de temperatura absoluta. Some 273.15 à temperatura em graus Celsius antes de informar o valor.

O que acontece quando Q é um?

O logaritmo natural de um é zero, então o termo de correção desaparece. O potencial não padrão passa a ser igual ao potencial padrão informado.

Como determinar o número de elétrons?

Balanceie as semirreações de oxidação e redução e multiplique-as até igualar os elétrons perdidos e recebidos. O número de elétrons cancelados na reação global balanceada é n.

O potencial de Nernst prevê a corrente de uma bateria?

Não. Ele descreve uma tensão termodinâmica sob as hipóteses de atividade escolhidas. A corrente também depende da cinética, resistência, área do eletrodo, transporte de massa e outros efeitos operacionais.